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Full text of "Les rayons X et la photographie a travers les corps opaques"

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HARVARD  MEDICAL 

LIBRARY  ! 


RONTGEN 

THE  LLOYD  E.  HAWES 

COLLECTION   IN  THE 

HISTORY  OF  RADIOLOGY 


Digitized  by  the  Internet  Archive 

in  2011  with  funding  from 

Open  Knowledge  Gommons  and  Harvard  Médical  School 


http://www.archive.org/details/lesrayonsxetlaphOOguil 


LES 


RAYONS    X 


PHOTOGRAPHIE     A     TRAVERS     LES    CORPS    OPAQUES. 


Ouvrages  du  même  Auteur 


Traité  pratique  de  la  Thermométrie  de  précision.  Grand  in-8,  avec 
45  figures  et  4  planches  sur  cuivre  ;  1889 12  fr. 

Unités  et  étalons.  Petit  in-S,  avec  figures;  1893. 
Broché 2  fr.  50  c.  —  Cartonné 3  fr. 


LES  RADIATIONS  NOUVELLES. 


LES 


RAYONS  X 


PHOTOGRAPHIE  A  TRAVERS  LES  CORPS  OPAQUES, 


Oh.-Ed.    GUILLAUME. 

DOCTEUR  ES   SCIENCES, 
ADJOINT   AU   BUREAU   INTERNATIONAL    DES   POIDS   ET    MESURES. 


DEUXIEME    EDITION 


PARIS, 


GAUIHIER-VILLARS    ET    FILS,    LMPRLMEURS-LIBRAIRES, 

DU   BUREAU   DES    LONGITUDES,   DE   l'ÉCOLE    POLYTECHNIQUE, 
Quai  des  Grands-Augustins,  55. 

1896 

Tous  droits  réserves.) 


AVERTISSEMENT  DE  LA  DEUXIÈME  ÉDITION. 


Au  moment  où  parut  la  première  édition  de  cet  Ouvrage, 
la  théorie  du  phénomène  découvert  par  M.  Rôntgen  sem- 
blait assez  nette,  et  l'on  pouvait  espérer  qu'elle  achèverait 
de  s'éclaircir  à  bref  délai. 

Mais  la  Science  est  coutumière  de  l'oscillation  ;  après  le 
premier  moment  de  surprise  où  les  plus  habiles  avouaient 
leur  impuissance  à  comprendre  les  nouveaux  phénomènes, 
est  venue  la  période  pendant  laquelle  tout  semblait  s'ex- 
pliquer. Nous  aurions  plutôt,  aujourd'hui,  une  légère 
tendance  à  la  confusion.  Il  ne  me  paraît  pas  moins  utile 
d'exposer  encore  la  théorie  qui  semblait  si  évidente  il  y  a 
quelques  semaines,  mais  j'avouerai  que  mes  convictions 
dans  sa  simplicité  sont  moins  absolues. 

Si  la  théorie  a  peu  progressé,  en  revanche  la  technique 
expérimentale  a  marché,  depuis  un  mois,  à  pas  de  géant. 
Tandis  qu'au  début  la  photographie  des  os  de  la  main  exi- 
geait une  pose  d'une  heure,  on  a  réussi,  par  deux  étapes 
successives,  à  réduire  le  temps  de  pose  à  une  minute, 
puis  à  deux  ou  trois  secondes.  C'est  l'instantané  dans  la 
Photographie  à  travers  les  corps  opaques. 

Les  modifications  de  cette  deuxième  édition  portent 
particulièrement  sur  les  perfectionnements  qui  ont  con- 
duit à  ce  résultat. 

Avril  189G. 


PRÉFACE  DE  LA  PREMIÈRE  ÉDITION. 


La  merveilleuse  découverte  du  professeur  Rôntgen,  dont 
on  a  tant  parlé  depuis  quelque  temps,  donne  la  sanction 
d'une  application  pratique  à  un  important  ensemble  de 
recherches  commencées  il  y  a  plus  d'un  quart  de  siècle, 
et  autour  desquelles  on  s'est  livré,  depuis  quelques  années 
surtout,  d'homériques  combats.  L'interprétation  toute  ma- 
térielle donnée  par  M.  Groolœs  des  phénomènes  décou- 
verts par  Hittorf  devint  rapidement  populaire;  pour  la 
première  fois,  la  théorie  cinétique  des  gaz  était  prise  sur 
le  fait,  dans  une  de  ses  conséquences  qui  semblait  évidente. 
Cependant,  la  critique  ne  se  fit  pas  attendre;  M.  Gold- 
stein,  connu  déjà  par  de  belles  recherches  sur  le  phéno- 
mène cathodique,  combattit  les  idées  de  M.  Grookes  par  la 
théorie  cinétique  elle-même,  et  donna  des  arguments,  en 
apparence  irréfutables,  contre  l'idée  d'un  bombardement 
moléculaire.  Et,  malgré  tout,  cette  idée  s'appliquait  si  bien 
à  une  partie  du  phénomène,  il  était  si  difficile  de  la  rem- 
placer, que  le  bombardement  survécut  à  toutes  les  impos- 
sibilités. 

Pourtant,  les  attaques  venaient  de  haut;  l'illustre  et  re- 
gretté Hertz,  MM.  E.  Wiedemann  et  H.  Ebert,  M.  Jaumann, 
surtout  M,  Lenard,  amoncelèrent  les  dif Acuités  autour  de  la 
théorie  du  bombardement,  que  défendirent  des  champions 
tels  que  lord  Kelvin,  le  professeur  J.-J.  Thomson  et  le  pro- 
fesseur Fitzgerald.  Il  y  eut,  autour  de  cette  question,  comme 


PRKFACK. 


une  lutte  nationale,  entre  d'éminents  représentants  des 
pays  où  les  deux  opinions  possibles  concernant  le  phéno- 
mène avaient  vu  le  jour.  C'est  surtout  après  les  magni- 
fiques recherches  de  M.  Lenard,  véritable  précurseur  de 
M.  Rôntgen,  que  la  lutte  s'anima.  Le  jeune  physicien,  alors 
préparateur  de  Hertz,  avait  vu  le  double  phénomène  dans 
le  tuhe  et  hors  du  tube.  Il  l'avait  scindé  par  l'expérience. 
Il  aurait  précédé  M.  Rôntgen  dans  les  applications,  si  la 
séparation  s'était  faite  aussi  dans  son  esprit. 

L'idée  qui  semble  s'imposer  aujourd'hui,  c'est  que  le 
phénomène  se  compose  de  deux  parties  absolument  dis- 
tinctes; l'une  est  une  conséquence  de  l'autre,  mais  elles  sont 
essentiellement  difTérentes  de  leur  nature;  c'est  seulement 
depuis  que  cette  idée  s'est  fait  jour  que  l'on  entrevoit  la 
possibilité  de  tout  expliquer  sans  avoir  recours  à  des  no- 
tions entièrement  nouvelles. 

Je  me  suis  proposé  de  décrire,  dans  cet  opuscule,  une 
partie  des  recherches  qui  ont  conduit  à  la  découverte  du 
professeur  Rôntgen.  L'étude  des  décharges  dans  les  gaz 
forme  déjà  un  ensemble  fort  important,  qu'il  serait  témé- 
raire de  vouloir  exposer  dans  tous  ses  détails;  je  me  con- 
tenterai d'en  marquer  les  étapes,  en  insistant  particulière- 
ment sur  les  phénomènes  qui  peuvent  servir  de  pierre  de 
touche  à  la  théorie. 

Il  m'a  paru  intéressant  de  rapprocher  du  phénomène 
spécial  qui  nous  occupe  un  certain  nombre  de  faits  singu- 
liers et  peu  connus,  qui  présentent,  avec  plusieurs  particu- 
larités de  la  décharge  dans  les  gaz  ou  avec  les  propriétés 
de  la  radiation  découverte  par  le  professeur  Rôntgen,  une 
parenté  évidente.  Ces  faits,  avec  les  théories  qui  les  relient, 
sont  indiqués  dans  la  première  Partie  de  l'Ouvrage.  La  se- 
conde Partie  est  ainsi  débarrassée  de  tous  les  phénomènes 
contingents  et  débute  au  cœur  du  sujet. 


V.in  PRKFACE. 

A  mesure  que  nous  avançons  dans  l'étude  de  la  décharge 
dans  les  gaz,  exposée  dans  les  Chapitres  IV  et  V,  la  décou- 
verte de  M.  Rôntgen  devient  plus  nette  entre  les  lignes, 
jusqu'au  moment  où  le  hasard  la  dévoile  à  un  physicien 
heureux  et  perspicace,  qui  a  su  l'extraire  d'un  ensemble 
compliqué  de  phénomènes. 

Jusqu'à  ce  moment,  l'apport  de  la  Physique  française 
est  restreint  ;  à  peine  trouvera-t-on  de  loin  en  loin,  depuis 
les  anciennes  recherches  d'Abria  et  de  Masson,  une  étude 
ayant  trait  au  sujet  qui  nous  occupe.  Après  la  publication 
du  Mémoire  de  M.  Rôntgen,  l'indifférence  fait  place  à  l'in- 
térêt le  plus  vif.  De  toutes  parts  on  se  met  à  l'œuvre  ;  on 
perfectionne  la  technique  expérimentale,  on  applique  les 
nouvelles  radiations  aux  études  les  plus  diverses;  on 
cherche  à  fixer  les  règles  d'emploi  des  tubes,  sur  lesquelles 
nous  avons  tenu  à  insister  particulièrement.  Puis,  soudain, 
se  révèle  la  grande  importance  des  substances  phospho- 
rescentes. Liées  d'abord,  pour  le  renforcement  des  radia- 
tions, aux  rayons  découverts  par  M.  Rôntgen,  elles  s'en 
dégagent  comme  par  enchantement;  une  nouvelle  décou- 
verte prend  la  place  de  celle  qui  vient  d'être  accueillie 
avec  un  si  grand  enthousiasme  et  qui  n'en  formera  désor- 
mais qu'un  cas  particulier. 

En  quelques  semaines,  la  Physique  française  a  regagné 
le  temps  perdu;  elle  paie  sa  dette  au  trésor  commun  et 
l'augmente  d'un  gros  intérêt. 

Pavillon  de  Breteuil,  Sèvres,  mars  1896. 


LES 


RAYONS    X 

ET   LA 

PHOTOGRAPHIE  A  TRAVERS  LES  CORPS  OPAQUES. 


PREMIÈRE  PARTIE. 


CHAPITRE   I. 

L'ÉTAT    GAZEUX. 

1.  Théorie  cinétique.  —  Le  pouvoir  d'expansion  des  gaz 
était  attribué  autrefois  aux  forces  répulsives  des  molé- 
cules. Mais,  Texpérience  ayant  montré  que  la  détente  d'un 
gaz  dans  un  espace  clos  n'élève  pas  sensiblement  sa  tem- 
pérature, il  devint  évident,  le  principe  de  l'équivalence 
entre  la  chaleur  et  le  travail  une  fois  admis,  que  la  répul- 
sion ne  pouvait  pas  être  une  propriété  essentielle  des  corps 
à  l'état  gazeux.  On  revint  alors  à  une  idée  émise  déjà  par 
Jacques  Bernoulli,  et  l'on  fonda,  sar  une  base  mathéma- 
tique solide,  la  théorie  cinétique  des  gaz. 

Cette  théorie  ne  fut  point  adoptée  sans  une  vive  ré- 
sistance. Elle  conduisait,  en  effet,  à  attribuer  aux  corpus- 
cules de  la  matière  gazeuse  des  vitesses  de  translation  qui 
parurent  d'abord  invraisemblables.  Aux  températures  or- 
G.  1 


2  PREfllIERE    PAllTIK. 

dinaires,  les  molécules  des  gaz  de  l'air  devaient  posséder 
la  vitesse  d'une  balle  de  fusil,  et  l'on  s'expliquait  mal  que, 
dans  un  air  tranquille,  une  fumée  légère  mît  un  temps 
aussi  long  à  se  dissiper  ;  que  la  diffusion  de  la  matière  et 
de  la  chaleur  fût  si  lente  dans  les  gaz  ;  qu'en  un  mot,  tout  se 
passât  presque  comme  si  les  molécules  étaient  en  repos. 

La  théorie  enseignait  de  plus  que  les  vitesses  sont  pro- 
portionnelles à  la  racine  carrée  de  la  température,  comptée 
à  partir  du  zéro  absolu,  et  inversement  proportionnelles  à 
la  densité  des  gaz.  On  en  concluait  que,  dans  les  flammes, 
les  molécules  d'hydrogène  devaient  atteindre  parfois  des 
vitesses  de  4  ou  5  kilomètres  par  seconde,  et  devenir  de 
véritables  projectiles  capables  d'un  certain  effet  destructeur. 

On  pensa  un  instant  que  la  théorie  succomberait  sous 
ses  propres  conséquences.  Elle  n'en  fut  que  plus  rapide  à 
se  développer,  car  ses  promoteurs,  ayant  à  répondre  à  de 
multiples  objections,  en  firent  l'objet  constant  de  leurs  in- 
vestigations. 

Les  critiques  furent  bientôt  réfutées  par  de  bons  argu- 
ments. 

,  Si,  dans  une  atmosphère  ne  possédant  pas  de  mouve- 
ment d'ensemble,  la  diffusion  se  fait  avec  une  extrême 
lenteur,  c'est  parce  que  les  molécules  sont  sans  cesse 
arrêtées  dans  leur  course,  renvoyées  dans  toutes  les  di- 
rections, et  ne  parcourent  des  trajectoires  rectilignes  que 
sur  des  longueurs  de  l'ordre  du  dixième  de  micron. 

C'est  après  une  quantité  innombrable  de  chocs  qu'une 
particule  de  matière  gazeuse  traverse  une  couche  d'une 
certaine  épaisseur,  et  le  mélange  parfait  de  deux  gaz,  s'il 
.n'est  pas  favorisé  par  des  forces  agissant  dans  un  sens 
..précis,  exige  en  général  un  temps  très  long.  D'ailleurs, 
les  lois  de  la  diffusion  qu'a  révélées  l'expérience  sont 
bien  d'accord  avec  les  résultats  de  l'investigation  mathé- 


CIIAP.     I.    —    L   KTAT    GAZECX.  3 

malique,  dans  laquelle  on  n'envisage  que  la  probabilité 
des  mouvements  dans  tous  les  sens. 

La  théorie  cinétique  des  gaz  a  été  développée  surtout 
par  le  grand  physicien  Glausias.  La  loi  mathématique  de 
la  répartition  des  vitesses  entre  les  molécules  en  est  un 
élément  des  plus  importants.  Cette  loi  a  été  donnée  par 
l'illustre  Maxwell.  Elle  dérive  de  celle  qae  Laplace  avait 
trouvée  pour  la  répartition  des  écarts  d'une  valeur 
moyenne;  mais,  tandis  que  la  loi  de  Laplace  se  rapporte 
aux  phénomènes  symétriques,  dans  lesquels  la  probabilité 
des  écarts  est  la  même  dans  le  sens  positif  et  dans  le  sens 
négatif,  celle  de  Maxwell  est  dissymétrique,  puisque  les 
vitesses,  étant  prises  en  valeur  absolue  sans  intervention 
de  la  direction  du  mouvement,  sont  limitées  d'une  part  à 
une  valeur  nulle,  tandis  que,  de  l'autre  côté,  elles  peuvent 
s'étendre  jusqu'à  l'infini  ('). 

La  théorie  cinétique  des  gaz  donne  aisément  l'expli- 
cation de  certains  faits  d'observation  courante,  qui  res- 
teraient mystérieux  si  l'on  se  bornait  à  les  juger  d'après 
l'équation  caractéristique  des  gaz. 

Que  se  passe-t-il,  par  exemple,  à  la  limite  d'une  atmo- 
sphère? Aucune  formule  exacte  pour  l'ensemble  n'est  sus- 
ceptible de  nous  l'indiquer,  même  approximativement. 

Dans  la  théorie  cinétique,  nous  considérons  la  molécule 
isolée.  Si  elle  est  animée  d'une  vitesse  de  bas  en  haut,  elle 
s'éloigne  de  l'astre  auquel  elle  appartient,  pour  retomber 
lorsque  sa  vitesse  est  épuisée.  Si  l'astre  est  petit,  la  vitesse 
grande,  la  molécule  s'éloigne  et  ne  revient  plus.  C'est 
pourquoi  les  corpuscules  célestes  sont  dépourvus  d'atmo- 

(')  L'expression  de  la  loi  de  Maxwell  est  la  suivante  : 

î 
y  =  Cx' e    *  • 

y  est  le  nombre  relatif  de  molécules  possédant  la  vitesse  x,  C  une  constante. 


4  PREMIÈ  ri:    PARTIE. 

splière,  tandis  que  les  astres  de  plus  forte  dimension  en 
sont  entourés.  Les  gaz  dont  la  molécule  est  douée  d'une 
grande  vitesse  se  sont  conservés  autour  des  astres  les  plu 
gros,  tels  l'hydrogène  et  l'hélium  sur  le  Soleil;  les  gaz  de 
plus  forte  densité  sont  restés  attachés  à  des  corps  céleste 
de  moindre  importance. 

2.  La  Molécule  et  l'Atome.  —  Nous  ne  discuterons  point 
l'existence  de  la  molécule,  dernière  subdivision  de  la  ma- 
tière dont  s'occupe  la  Physique  ;  nous  ne  chercherons  pas 
davantage  à  démontrer  que  cette  molécule  est  un  conglo- 
mérat dont  le  lien  peut  être  brisé  par  des  procédés  parti- 
culiers. Ce  sont  des  faits  que  l'on  cherchera  à  établii-  ou  à 
combattre  dans  un  ouvrage  de  doctrine.  Nous  les  accep- 
terons comme  l'expression  la  plus  probable  et  certainement 
la  plus  commode  de  l'ensemble  des  phénomènes  physico- 
chimiques. 

Pour  la  commodité  de  l'écriture,  les  chimistes  supposent 
la  molécule  composée  d'un  nombre  bien  défmi  d'atomes, 
généralement  très  petit,  et  ils  envisagent  cet  atome  comme 
l'élément  ultime,  insécable  et  invariable  de  la  matière 
pondérable. 

Clausius  a  donné  une  formule  qui  exprime  le  rapport  du 
travail  interne  de  la  molécule  au  travail  total  fourni  à 
une  masse  gazeuse  susceptible  de  se  dilater  sous  pression 
constante.  Ce  rapport  est  exprimé  en  fonction  des  deux 
chaleurs  spécifiques  du  gaz,  sous  pression  constante  et 
sous  volume  constant  (^).  Il  admet  deux  limites,  qui  sont 


C)  Voici  la  formule  de  Clausius  : 

K  _3  C— c 

H~2       c      ' 
K  =  énergie  interne. 
H  =  énergie  totale. 
C,  c,  chaleurs  spécifiques  sous  pression  constante  et  à  volume  constant. 


CHAP.   I.  —  l'État  gazeux.  5 

0  et  1  ;  le  travail  interne  peut,  en  effet,  être  nul,  ou  peut 
former  à  lui  seul  le  travail  total.  Dans  le  premier  cas,  le 
rapport  des  chaleurs  spécifiques  est  égal  à  |  ;  dans  l'autre, 
il  est  égal  à  l'unité. 

Or  on  connaît  certains  corps  gazeux,  la  vapeur  de  mer- 
cure ou  de  cadmium,  par  exemple,  qui  correspondent  à  la 
première  de  ces  valeurs.  L'argon  et  l'iiélium,  découverts 
récemment,  sont  dans  le  même  cas.  Pour  ces  corps,  le 
travail  interne  de  la  molécule  est  nul,  et  on  les  a  nommés 
monoatomiques.  Suivant  l'idée  des  chimistes,  leur  molé- 
cule est  composée  d'un  seul  atome. 

On  sait,  d'autre  part,  que  le  spectre  de  ces  gaz  se  com- 
pose de  plusieurs  raies  qui,  pour  les  deux  premiers  au 
moins,  possèdent  la  propriété  d'être  particulièrement  fines. 
Mais  le  fait  de  donner  naissance  àun  spectre  composé  même 
d'une  seule  raie  indique  que  la  molécule  qui  l'émet  contient 
au  moins  deux  éléments  susceptibles  de  se  déplacer  (*). 

L'argon  a  un  spectre  complexe,  et  l'on  peut  en  conclure 
que  sa  molécule  se  compos.e  d'un  grand  nombre  d'élé- 
ments distincts;  cependant  la  théorie  peut  ne  pas  être 
en  défaut.  En  effet,  les  spectres  de  raies  n'ont  pas  pu,  jus- 
qu'ici, être  obtenus  par  une  simple  élévation  de  la  tempé- 
rature du  gaz,  avec  laquelle  toute  action  chimique  ou  élec- 
trique est  évitée  (^).  Or,  dans  la  détermination  des  chaleurs 


{^)  Ces  mouvements  internes  de  la  molécule,  d'apparence  compliqués,  si 
ron  en  juge  par  le  nombre  parfois  très  grand  de  raies  spectrales  que  fournit 
un  élément,  se  produisent  suivant  des  lois  numériques,  souvent  très 
simples,  dont  plusieurs  sont  aujourd'hui  connues. 

Par  exemple,  M.  Balmer  a  réussi  à  représenter  la  fréquence  des  diverses 
vibrations  correspondant  aux  raies  spectrales  de  l'hydrogène  par  la  formule 


P  =  P»  ('-,-?)' 


n  étant  un  nombre  entier  égal  ou  supérieur  à  3. 

(*)  Voir,  en  particulier,  les  recherches  de  M.  Pringsheim  présentées  ré- 
cemment à  l'Académie  des  Sciences  de  Berlin. 


6  •  PREMIERE    PARTIE. 

spécifiques,  les  procédés  thermiques  interviennent  seuls. 
On  peut  en  conclure  que  la  molécule  monoatomique  con- 
tient plusieurs  éléments  indifférents  à  la  chaleur,  mais 
qui  entrent  en  vibration  lorsqu'on  leur  applique  un  mode 
d'excitation  convenable. 

3.  Les  forces  moléculaires.  —  Le  mode  d'excitation  le 
plus  fréquemment  employé  pour  obtenir  les  spectres  des  gaz 
consiste  à  les  soumettre  à  Faction  de  décharges  électriques 
dont  nous  étudierons  plus  loin  la  nature.  On  est  ainsi  con- 
duit directement  à  admettre  que  les  éléments  de  la  molé- 
cule sont  susceptibles  de  vibrer  sous  l'action  d'impulsions 
de  nature  électrique,  et  qu'ils  sont  eux-mêmes  doués  de" 
propriétés  analogues  à  celles  des  corps  chargés  d'électri- 
cité. La  grande  loi  de  l'électrolyse  découverte  par  Fa- 
raday s'adapte  merveilleusement  à  cette  idée;  on  n'aura 
donc  pas  de  peine  à  la  considérer  comme  parfaitement 
légitime. 

"  Les  molécules  des  gaz  monoatomiques  sont-elles  compo- 
sées d'éléments  matériels  distincts  possédant  chacun  une 
charge  électrique?  Ces  éléments  sont-ils  insécables,  formant 
un  tout  qui  possède  ses  charges  distinctes?  On  ne  saurait  le 
dire  pour  le  moment  ;  mais  nous  retiendrons  comme  très 
probable  ce  fait  qu'il  existe,  dans  la  molécule  de  la  con- 
stitution la  plus  simple,  un  ensemble  parfois  compliqué, 
de  nature  essentiellement  électrique,  susceptible  de  se  dé- 
former sous  l'action  de  certaines  impulsions,  et  de  vibrer 
suivant  un  ou  plusieurs  rythmes  parfaitement  définis. 

-  Les  durées  d'oscillation  sont  légèrement  variables  d'une, 
molécule  à  l'autre  et  sont  sans  doute  influencées  par  les 
molécules  voisines.  Mais,  pour  plusieurs  corps  monoato- 
miques,  la  durée  de  chaque  vibration  particulière  ne  dif- 
fère pas  d'un  millionième  de  sa  valeur  moyenne  pour  les 


CHAP.   I.  —  l'État  gazeux.  7 

molécules  les  plus  perturbées  (*).  La  molécule  vibre  avec 
la  régularité  d'un  excellent  chronomètre,  ce  qui  est  l'in- 
dice de  propriétés  élastiques  d'une  remarquable  constance. 

Quelles  sont  les  forces  qui  agissent  entre  les  molécules 
voisines  ? 

D'abord,  les  attractions  newtoniennes,  qui  s'exercent  en 
raison  directe  des  masses  et  qui  sont  une  propriété  addi- 
tive  de  la  matière,  doivent  subsister  entre  ses  dernières 
particules.  Puis,  d'autres  forces,  insensibles  aux  distances 
mesurables,  viennent  s'y  ajouter.  On  sait,  par  l'expé- 
rience classique  de  M.  Rowland,  répétée  par  M.  Himstedt, 
qu'une  masse  électrique  en  mouvement  produit  un  effet 
électrodynamique  semblable  à  celui  du  courant  électrique 
découvert  par  Ampère.  Or,  dans  les  mouvements  des  mo- 
lécules, les  charges  électriques  sont  entraînées  de  telle 
sorte  que,  à  ce  point  de  vue  particulier,  une  molécule 
pourra  presque  toujours  être  considérée  comme  le  support 
d'une  oscillation  électrique.  Les  circuits  voisins  exercent 
les  uns  sur  les  autres  certaines  actions  mécaniques,  d'ori- 
gine électromagnétique,  dont  la  loi  pourrait  être  trouvée 
si  l'on  connaissait  la  forme  des  circuits.  M.  Galitzine  a 
montré  récemment  (^)  que  ces  forces  varient  suivant  une 

C)  Le  procédé  d'examen  des  raies  du  spectre  à  l'aide  d'un  spectroscope, 
même  très  dispersif,  ne  conduit  pas,  à  beaucoup  près,  à  des  résultats  aussi 
détaillés  que  la  méthode  de  visibilité  des  franges,  imaginée  par  M.  Fizeau 
et  perfectionnée  par  M.  Michelson,  qui  Ta  employée  avec  beaucoup  de  succès 
à  l'étude  du  spectre  d'un  grand  nombre  de  corps  et  à  diverses  recherches 
de  Physique  ou  d'Astronomie. 

Les  études  de  M.  Michelson  ont  montré  qu'en  général  les  vapeurs  mono- 
atomiques donnent  des  raies  spectrales  extrêmement  fines.  Le  cadmium, 
en  particulier,  donne  trois  raies  visibles,  largement  séparées  et  d'une  finesse 
telle  que  leurs  interférences  sont  parfaitement  nettes  pour  une  différence 
de  marche  de  500000  longueurs  d'onde.  (Travaux  et  Mémoires  du  Bureau 
international  des  Poids  et  Mesures,  t.  XI). 

B.  Galitzine,  Ueber  die  Molecularhriifte  und  die  Elasticitat  der  Molé- 
cule (Bulletin  de  l'Académie  des  Sciences  de  Saint-Pétersbourg,  t.  III,  p.  1  ; 
1895). 


b  PREMIERE    PARTIE. 

puissance  inverse  de  la  distance  certainement  supérieure 
à  la  troisième,  et  probablement  voisine  de  la  quatrième. 

D'autre  part,  Maxwell  avait  admis  que,  à  partir  d'une 
distance  très  faible,  les  molécules  se  repoussent  suivant 
la  réciproque  de  la  cinquième  puissance  de  leur  distance. 
Ces  deux  hypothèses  sont  bien  d'accord  entre  elles,  puis- 
que, quels  que  soient  les  coefficients  des  deux  termes, 
l'ensemble  des  deux  forces  doit  s'annuler  dans  une  cer- 
taine région,  tandis  que  la  force  est  attractive  au  dehors, 
répulsive  à  l'intérieur.  La  répulsion,  qui  prend  des  valeurs 
considérables  lorsque  les  molécules  arrivent  très  près  l'une 
de  l'autre,  les  éloigne  après  ce  que  l'on  pourrait  nommer 
leur  choc. 

Cette  hypothèse  de  Maxwell,  d'une  répulsion  entre  les 
molécules,  a  été  attaquée  par  les  mêmes  arguments  qui 
avaient  fait  abandonner,  d'une  manière  générale,  la  con- 
ception fondamentale  de  l'ancienne  théorie  des  gaz.  Mais 
les  deux  cas  ne  sont  nullement  comparables.  L'idée  ac- 
tuelle attribue  à  cette  force  répulsive  un  rayon  d'action 
sensible  très  petit,  comparé  à  la  distance  des  molécules 
dans  un  gaz  voisin  de  l'état  parfait.  Dans  une  détente  quel- 
conque, faite  en  partant  de  cet  état  du  gaz,  le  travail  pro- 
duit par  ces  répulsions  est  très  petit,  et  doit  échapper  à 
l'expérience.  Il  serait  probablement  appréciable  si  l'on 
partait  d'un  gaz  dans  les  conditions  où  le  produit  pv  de  la 
pression  par  le  volume  a  dépassé  sensiblement  sa  valeur 
minima. 


CHAP.    II.    —    LA    LUMIERE. 


CHAPITRE  IL 

LA    LUMIÈRE. 


4.  Le  spectre.  —  L'éther,  qui  propage,  par  ses  vibrations 
transversales,  un  genre  parLiculier  d'énergie,  semble  sus- 
ceptible de  prendre  indifféremment  tous  les  modes  vibra- 
toires imaginables.  On  n'a  pas  reconnu,  jusqu'ici,  qu'il  prît 
certaines  périodes  de  préférence  à  d'autres,  et,  lorsqu'on 
a  trouvé  une  limite  à  sa  vibration,  on  en  a  toujours  décou- 
vert la  cause  dans  des  propriétés  de  la  matière  indépen- 
dantes de  celles  de  l'éther. 

Peu  à  peu,  les  modes  de  vibration  connus  sont  allés  en 
augmentant;  le  spectre  visible,  qui  forme  à  peu  près  une 
octave  de  vibrations,  s'est  étendu  dans  les  deux  sens,  et  a 
été  exploré  jusqu'à  une  grande  distance  de  ses  limites.  La 
Photographie  nous  a  révélé  les  longueurs  d'onde  les  plus 
courtes,  tandis  que  la  mesure  directe  de  l'énergie,  à  l'aide 
d'un  bolomètre  à  variation  de  résistance,  ou  d'une  pile 
thermo-électrique,  a  permis  d'explorer  les  grandes  lon- 
gueurs d'onde. 

L'une  des  difficultés  de  l'étude  du  spectre  ultra-violet  ré- 
side dans  le  pouvoir  absorbant  de  presque  tous  les  corps 
pour  les  radiations  de  faible  longueur  d'onde.  Déjà,  par 
l'emploi  d'un  système  optique  en  quartz,  on  recule  beau- 
coup les  limites  des  radiations  que  permettent  de  mesurer 


10  PREiMiÈRE  HE^ARTIE. 

les  appareils  en  flint.  Plus  loin,  l'air  lui-même  oppose 
aux  mesures  une  première  impossibilité.  Pendant  long- 
temps, les  plus  courtes  longueurs  d'oncle  connues  furent 
celles  qu'avait  mesurées  M.  Cornu,  dans  le  spectre  de 
l'aluminium.  La  dernière  raie  non  absorbée  correspond, 
comme  Ta  montré  l'illustre  physicien,  à  une  longueur 
d'onde  de  0!-'-,  185.  Mais  l'exploration  a  pu  être  poussée  plus 
loin  encore,  en  attendant  une  mesure  précise.  Un  savant 
autrichien,  M.  Schumann,  est  parvenu,  par  des  procédés 
photographiques  très  délicats,  et  en  opérant  dans  le  vide, 
à  révéler  l'existence  de  radiations  dont  la  longueur  d'onde 
est  voisine  de  0^^-,  1.  Dans  ces  recherches,  le  grain  de  la 
plaque  rend  les  opérations  particulièrement  incertaines, 
et  l'on  n'obtient  des  résultats  bien  nets  que  par  l'emploi 
d'émulsions  très  homogènes. 

Dans  l'infra-rouge,  de  bonnes  mesures  ont  été  faites 
par  le  regretté  Mouton,  M.  Henri  Becquerel,  MM.  Desains 
et  Curie,  plus  récemment,  par  M.  Rubens  et  M.  Paschen, 
et  par  M.  Carvallo.  Mais  le  plus  important  ensemble  de 
recherches  sur  cette  portion  du  spectre  est  dû  à  M.  Lan- 
gley,  secrétaire  de  la  Smilhsonian  Instiiutlon,  à  Washing- 
ton. Les  radiations  qu'il  a  suivies,  sinon  mesurées  exacte- 
tement,  atteignent  la  longueur  d'onde  de  30!^.  Puis  vient 
un  espace  encore  inexploré,  et  vers  6""",  nous  retrouvons 
des  longueurs  d'onde  mesurées  dont  l'origine  est  pure- 
ment électrique. 

Les  recherches  de  Hertz  l'avaient  conduit,  comme  on  sait, 
à  produire,  par  la  décharge  d'un  système  de  conducteurs 
d'une  forme  particulière,  des  Oscillations  électriques  ex- 
trêmement rapides,  que  Maxwell  avait,  depuis  longtemps, 
assimilées  9,ux  oscillations  lumineuses;  en  effet,  depuis 
que  l'on  sait  produire  des  vibrations  électriques  encore 
plus. rapides  que  celles  de  Hertz,  on  a  pu  répéter,  par  leur 


OHAP.    II.    ^-    LA    LUMIÈUE.  11 

moyen,  toutes  les  expériences  classiques  de  l'Optique,  y 
compris  la  double  réfraction. 

Les  oscillations  électriques  de  faible  longueur  d'onde  ont 
été  obtenues  par  M.  Righi  d'abord,  puis,  plus  récemment, 
par  M.  Lebedef.  Le  nombre  que  nous  venons  de  citer, 
de  6"""',  se  rapporte  aux  expériences  de  ce  savant. 

La  vitesse  de  propagation  des  oscillations  électriques  a 
été  mesurée  directement  par  plusieurs  physiciens,  par- 
mi lesquels  nous  citerons  M.  Blondlot,  de  Nancy,  et 
M.J.Trowbridge,  de  Harvard  Collège.  Cette  vitesse,  que  les 
mesures  ont  révélée  égale  à  celle  de  la  lumière,  ne  laisse 
aucun  doute  sur  l'identité  des  mouvements  de  l'éther  aux- 
quels correspondent  les  ondes  lumineuses  et  les  ondes 
d'origine  électrique.  Toutes  les  théories  de  l'induction 
admettent  la  possibilité  d'ondes  électriques  plus  lentes 
que  celles  qui  ont  été  observées,  jusqu'à  une  lenteur  in- 
lînie.  Ces  ondes  se  propagent  comme  les  ondes  rapides,  et 
il  n'y  a  aucune  raison  de  croire  que  le  spectre  soit  limité 
au-dessous  des  radiations  de  longueur  d'onde  infinie. 

Il  reste  une  lacune  à  combler  ;  entre  les  longueurs  d'onde 
de  30f^'  et  celles  de  G"""",  on  n'a  encore  rien  mesuré;  mais 
chaque  année  resserre  l'espace  resté  vide. 

5.  Émission  et  absorption.  —  Les  corps  susceptibles 
d'émettre  une  radiation  donnée  sont  aussi  ceux  qui  l'ab- 
sorbent. Ce  principe,  établi  pour  la  première  fois  dans  toute 
sa  généralité  par  KirchhofF,  est  déjà  contenu  dans  les 
idées  de  Prévost,  et  se  déduit  immédiatement  du  prin- 
cipe beaucoup  plus  général  de  Sadi  Carnot.  Si  la  loi  de 
Kirchhoff  était  erronée,  dans  le  cas  où  aucune  modification 
chimique  ne  se  produit,  on  pourrait,  en  effet,  par  un  arran- 
gement particulier  de  corps  divers,  faire  passer  continuel- 
lement de  la  chaleur  de  l'un  à  l'autre,  dans  le  sens  inverse 


12  PREMIÈRE    PARTIE. 

de  la  chiiLe  de  température.  L'hypothèse  des  charges  ato- 
miques fait  rentrer  dans  les  écjuations  générales  appliquées 
à  des  phénomènes  connus  les  lois  de  l'émission  et  de  l'ab- 
sorption (2). 

Dans  cette  hypothèse,  les  molécules  ne  sont  pas  autre 
chose  que  des  excitateurs  et  des  résonateurs  électriques, 
auxquels  on  peut  axDpliquer  les  équations  qui  régissent  les 
actions  mutuelles  de  ces  deux  espèces  d'appareils.  Cette 
théorie  fait  ainsi  remonter  à  une  cause  commune  l'en- 
semble du  spectre,  quelle  que  soit  la  longueur  d'onde  de 
la  radiation  considérée.  L'identité  des  oscillations  élec- 
triques et  des  radiations  proprement  dites  étant  déjà  ad- 
mise, on  ne  fait  que  compléter  l'idée  en  adoptant  la  simi- 
litude des  causes. 

Il  ne  semble  pas,  à  première  vue,  que  le  spectre  dû  à  la 
radiation  des  particules  ultimes  de  la  matière  doive  être 
limité  du  côté  des  grandes  longueurs  d'onde.  Toutefois, 
M.WillyWien  a  démontré  que,  sil'on  admettait  l'identité  do 
la  chaleur  rayonnante  (^  )  et  des  oscillations  électriques  et  la 
rigueur  absolue  du  principe  de  Carnot,  on  devrait  renon- 
cer à  chercher,  dans  le  spectre  produit  par  les  vibrations 
des  molécules,  des  radiations  de  longueur  d'onde  infinie. 

L'idée  la  plus  répandue  parmi  les  physiciens  est  que  les 
spectres  de  lignes  sont  dus  à  l'oscillation  électrique  à  l'in- 
térieur de  la  molécule;  les  spectres  de  bandes  reconnais- 
sent la  même  cause  et  prennent  naissance  lorsque  les  cir- 
cuits moléculaires  sont  assez  voisins  pour  modifier  leurs 
périodes  respectives  d'oscillation  (3).  Quant  aux  spectres 
d'incandescence  proprement  dits,  qui  sont  absolument 
continus  et  suivent  une  loi  de  répartition  déterminée,  on 

C)  W.  WiEN,  Die  obère  Grenze  der  Wellenlângen,  welche  in  der  Warme- 
strahliing  fester  Kôrper  vorkommen  hônnen  (Annales  de  Wiedemann, 
t.  XL  IX,  p.  633;  1893). 


CHAP.     II.    —    LA    LUMIÈRE.  13 

les  attribue  en  général  à  un  mouvement  d'ensemble  de  la 
molécule. 

Quelques  physiciens  établissent  encore  une  distinction 
entre  les  mouvements  internes  auxquels  les  particules 
matérielles  prennent  part,  et  les  vibrations  n'intéressant 
que  les  charges  atomiques.  Suivant  M.  0.  Lodge,  la  période 
de  .  ces  dernières  oscillations  serait  incomparablement 
plus  courte  que  celle  des  mouvements  atomiques.  Les 
lois  de  la  propagation  des  mouvements  corrélatifs  de 
l'éther  à  l'intérieur  des  corps,  c'est-à-dire  au  voisinage 
des  particules  matérielles,  pourraient  être  très  différentes 
dans  l'un  et  l'autre  cas.  La  résonance  mettrait  en  mouve- 
ment soit  des  systèmes  possédant  une  certaine  masse,  soit 
des  charges  n'ayant  aucune  inertie  appréciable. 

6.  La  réfraction  anomale.  —  Dans  la  région  du  spectre 
où  ils  sont  très  transparents,  les  corps  réfractent  la  lumière 
d'autant  plus  que  les  vibrations  qui  la  produisent  sont 
plus  rapides.  Il  n'en  est  pas  de  même  dans  les  régions 
où  les  radiations  sont  absorbées.  M.  Le  Roux,  en  1862, 
M.  Ghristiansen,  quelques  années  après,  ont  découvert  le 
phénomène  de  la  dispersion  anomale,  qui  se  produit  au 
voisinage  des  bandes  d'absorption. 

Toutes  les  théories  modernes  de  l'Optique  tiennent 
compte  de  ce  renversement  dans  l'ordre  des  réfrangibili- 
tés.  L'idée  fondamentale  de  ces  théories  a  été  indiquée  par 
M.  Boussinesq  (^)  en  1867;  elle  avait  été  déjà  conçue, 
paraît-il,  et  exposée  de  vive  voix  bien  antérieurement  par 
sir  Gr.-G.  Stokes. 

Cette  théorie  a  été,  pour  la  première  fois,  poursuivie 


(')  Boussinesq,  Tliêories  nouvelles  des  ondes  lumineuses  (  Comptes  rendus 
des  séances  de  l'Académie  des  Sciences,  t.  LXV,  p.  235;  18G7). 


14  PREMIÈRE    PARTIE. 

dans  ses  conséquences  par  Sellmeier  (1872),  puis  par 
Helmholtz  (1875).  Elle  a  été  reprise  par  divers  savants,  et 
exposée  en  particulier  par  lord  Kelvin  dans  des  leçons  qu'il 
fit,  en  1884,  à  Johns  Hopkins  University,  à  Baltimore. 

«  Je  suis  confus  d'avouer,  disait  à  ce  propos  l'illustre 
savant,  que  je  n'avais  jamais  entendu  parler  de  la  disper- 
sion anomale  jusqu'au  moment  où  je  l'ai  aperçue  dans  ces 
formules;  et  j'appris  alors  qu'on  l'avait  observée  depuis 
huit  ou  dix  ans  (^).  » 

L'idée  directrice  de  la  théorie  est  que,  lorsque  l'oscil- 
lation deTéther  autour  de  la  molécule  possède  une  période 
peu  supérieure  à  celle  de  la  vibration  que  la  molécule  elle- 
même  peut  prendre,  celle-ci  exécute  des  mouvements  de 
grande  amplitude;  l'énergie  cinétique  des  .molécules  est 
alors  du  même  ordre  de  grandeur  que  celle  del'éther  dans 
lequel  elles  se  meuvent,  et  la  vitesse  de  propagation  du 
mouvement  se  trouve  modifiée. 

La  formule  C[ue  lord  Kelvin  déduit  de  sa  théorie  conduit 
à  des  bandes  d'absorption  dans  lesquelles  l'indice  prend 
toutes  les  valeurs  à  partir  d'une  certaine  grandeur  posi- 
tive jusqu'à  zéro,  et  même  jusqu'à  des  valeurs  imaginaires. 
Celles-ci  correspondent  à  l'absence  totale  de  propagation. 
D'après  la  formule,  les  bandes  d'absorption  sont  nettes  vers 
les  grandes  longueurs  d'onde,  diffuses  à  l'autre  extrémité. 

Les  premières  recherches  sur  la   dispersion  anomale 


C)  Sir  W.TiiousoN,  Conférences  scientifiques  et  allocutions,  traduites  par 
P.  LuGOL,  avec  des  extraits  de  Mémoires  récents  de  sir  W.  Thomson  et 
quelques  notes  par  M.  Brillouin  (Paris,  Gautlaier-Villars  et  fils;  1893). 

Voici  la  formule  de  dispersion  donnée  par  lord  Kelvin  : 


)i=  =  1  —  A  T- 


\'  ^  x^^  —  T-'    ■   T/  —  T^  ^      7 


n  est  ici  l'indice  de  réfraction,  A  une  constante,  q^,  ci„,  des  nombres,  enfin 

T„  Tj les  durées  de  vibration  propres  des  molécules  absorbantes.  T  est 

la  période  de  la  vibration  lumineuse  considérée. 


CHAP.    II.     —    LA    LVMIÈKE.  15 

avaient  montré  seulement  que  l'ordre  de  réfrangibilité  est 
renversé  dans  certains  corps.  Les  expériences  plus  ré- 
centes d'un  grand  nombre  de  physiciens  ont  conduit  au 
résultat  surprenant  que  l'indice  de  réfraction  de  plusieurs 
corps,  dans  des  régions  particulières  du  spectre,  est  plus 
petit  que  l'unité. 

Kundt  (M  et  ses  disciples,  MM.  du  Bois  et  Eubens,  ont 
étudié  à  ce  point  de  vue  un  certain  nombre  de  métaux. 
M.  D.  Shea  a  montré  que  la  loi  de  Snellius-Descartes  ne 
se  vérifie  pas  dans  ces  corps,  de  telle  sorte  que  l'indice  doit 
être  défini  à  la  fois  en  fonction  de  la  longueur  d'onde  et  de 
l'incidence.  Voici  quelques  indices  ramenés  aux  rayons 
normaux  : 

Indices  isour  les  raies   {') 
Lia.  D  F  G 

Fer 3,12  2,72  2,43  2,05 

GoiDalt 3,22  2,7G  2,39  2,10 

Nickel "...  2,04  1,84  1,71  1,54 

Argent 0,25  0,27  0,20  0,27 

Or ■ 0,29  0,66  0,82  0,93 

Cuivre 0,35  0,60  1,12  1,13 

Platine 2,02  1,76  1,63  1,41 

Les  résultats  suivants  sont  dus  à  M.  PflûAer  ('M  : 


C)  A.  Kur^DT,  Ueber  die  Brechungsexponenten  der  Metalle  (Annales  de 
Wiedemann,  t.  XXXIV,  p.  469  ;  18S8).  —  H.  du  Bois  et  H.  Rubens,  Brechung 
und  Dispersion  des  Lichtes  in  einigen  Metallen  {Ibid.,  t.  XLI,  p.  507;  1890). 
—  D.  Shea,  Zur  Brechung  und  Dispersion  des  Lichtes  durch  Metallprismen 
(Annales  de  Wiedemann,  t.  XL  VU,  p.  177;  1892). 

(')  Voici  les  longueurs  d'ondes  correspondant  aux  raies  portées  dans  les 
Tableaux  : 

Lia 0;S671 

D 0  ,  589 

Tl  (vert) 0  ,.^35 

F 0  ,  486 

Sr  (bleu) 0  ,461 

G 0  ,434 

(')  A.  PflQger,  Anomale  Disiiersionscurven  einiger  (ester  Farbstoffe  (  An- 
'  nales  de  Wiedemann,  t.  LVI,  p.  412;  1895). 


D 

Tl 

F 

Sr 

G 

2,64 

1,95 

1,05 

0,83 

1,04 

1,70 

1,20 

1,45 

1,49 

1,61 

1,90 

1,56 

1,54 

1,72 

16  PREMIÈRE    PARTIE. 

Indices  pour  les  raies 
Corps. 

Li  a. 

Fuchsine 2,34 

Cyanine 2,08 

Rouge  de  Magdala.  2,06 

Violet  d'Hofmann.  2,53      2,20      1,27      0,86  1,32 

Ces  quatre  substances  possèdent  des  bandes  d'absorption 
ainsi  définies  : 

Limites. 
Corps. ^ -^ .^ ■ 

Fuchsine 0^,623  net.  0i%45  estompé. 

Cyanine 0,650     »  0  ,50  un  peu  estompé. 

Rouge  de  Magdala..  0  ,597     »  0  ,48  très  estompé. 

Violet  d'Hofmann.. .  0,660     »  0  ,49  estompé. 

Ces  expériences  confirment  d'une  manière  remarquable 
la  théorie  de  lord  Kelvin. 

Les  expériences  sur  les  métaux  montrent  que,  à  mesure 
qu'on  s'approche  des  faibles  longueurs  d'onde,  l'indice 
tend  vers  l'unité  en  partant  soit  de  valeurs  plus  fortes,  soit 
de  valeurs  plus  faibles  ;  le  cuivre  seul  fait  exception. 

La  théorie  indique  que  la  diminution  de  Tindice  vers  les 
faibles  longueurs  d'onde  doit  se  produire  dans  la  première 
partie  de  la  bande  d'absorption  ;  le  relèvement  a  lieu  vers  la 
fin  de  la  bande,  après  un  minimum  généralement  inférieur 
à  l'unité.  Toutes  les  valeurs  du  premier  Tableau  indiquent 
une  dispersion  anomale,  puisque  l'indice  n'augmente  vers 
le  violet  que  pour  des  valeurs  inférieures  à  l'unité. 

Les  substances  moins  absorbantes  étudiées  par  M.  Pflû- 
ger  permettent  de  suivre  le  phénomène  sur  une  plus 
grande  étendue.  Dans  tous  ces  corps,  le  passage  par  le 
minimum  est  nettement  accusé. 

Le  même  phénomène  se  retrouve  dans  l'infra-rouge.  On 
sait,  en  effet,  que  les  radiations  infra-rouges  sont  absorbées 
par  l'eau  à  une  petite  distance  du  spectre  visible;  pour  un 


CIl.VP.     II.    —    r,.V    I.UllIliRE. 


17 


œil  sensible  aux  radiations  de  2f^,  l'eau  serait  noire  comme 
de  l'encre.  Or  on  a  trouvé  que  l'indice  de  réfraction  de  ce 
liquide,  pour  les  oscillations  lentes  d'origine  électrique, 
est  compris  entre  8  et  9.  C'est  l'indice  anomal  correspon- 
dant au  commencement  de  la  bande  d'absorption. 

M.  Drude  (')  a  trouvé  enfin  une  dispersion  anomale  bien 
nette  dans  divers  liquides  pour  des  ondes  électriques  de 
l'ordre  de  1™.  Voici  quelques-uns  de  ses  résultats  : 


>,  =  12™ 

2m 

0™,75 

Glycérine 

n  =  7,50 

6,25 

5,04 

Alcool  amylique. 

3,78 

3,29 

2,35 

Acide  acétique... 

3,21 

2,66 

2,51 

Ces  trois  liquides  présentent  une  forte  absorption  dans 
cette  région. 

La  courbe  n  (fig.  1)  donne  une  idée  de  la  variation  de 
l'indice  dans  un  corps  absorbant,  déduite  en  même  temps 


Fi"   ]. 


de  l'expérience  et  de  la  théorie.  La  fréquence  de  la  vibra- 
tion lumineuse  va  en  croissant  de  gauche  à  droite  dans  le 
diagramme. 


(')  p.  Drvbe,  Ueber  die  anomale  elehtrische  Dispersion  von  Flûssigheiten 
(Abhand.  der  Math,  phys.,  Classe  der  Kônigl.  Sâchs.  Gesellschaft  der  Wis- 
senschaften  Gôttingen,  t.  XXIII,  p.  1  ;  1896). 

G.  2 


18  PRianKHE   PvrvTiK. 

La  transparence  remarquable  de  certains  métaux  après 
la  dernière  bande  d'absorption  est  bien  d'accord  aussi  avec 
ce  qu'enseigne  la  théorie. 

SirG.-G.  Stokes  a  découvert,  en  effet,  que  les  miroirs  en 
argent  poli  ne  peuvent  pas  être  employés  comme  réflecteurs 
pour  l'étude  du  spectre  ultra-violet,  parce  qu'ils  éteignent 
les  rayons  les  plus  réfrangibles,  et  M.  Cornu  est  arrivé 
au  même  résultat  avec  l'argenture  chimique.  M.  de  Ghar- 
donnet  (^),  au  cours  de  ses  importantes  recherches  sur 
l'absorption  dans  l'ultra-violet,  a  reconnu  que  l'on  obtient 
une  action  photographique  énergique  derrière  un  miroir 
de  Foucault,  complètement  opaque  pour  les  radiations 
visibles.  L'image  de  l'arc  électrique  peut  être  photographiée 
en  quelques  secondes  au  travers  de  deux  miroirs  de  Fou- 
cault complètement  opaques. 

On  sait  aussi  que  la  feuille  d'or  laisse  passer  des  radia- 
tions d'un  beau  vert-pomme.  En  se  reportant  aux  expé- 
riences de  Kundt  et  de  ses  élèves,  on  verra,  en  effet,  que 
la  bande  d'absorption  dans  ce  métal  doit  prendre  fin  vers 
l'extrémité  violette  du  spectre  visible.  L'indice  étant  déjà 
beaucoup  relevé  dans  une  partie  du  spectre  visible  lui- 
même,  l'absorption  y  est  relativement  faible,  dételle  sorte 
que  l'extrémité  rouge  seule  est  complètement  absorbée. 

7.  La  lumière  ultra-violette.  —  Les  radiations  de  très 
faible  longueur  d'onde  présentent  un  intérêt  tout  particu- 
lier, en  connexion  avec  la  matière  pondérable.  La  limite 
de  grandeur  que  l'on  assigne  à  la  molécule  est,  en  effet,  de 
l'ordre  du  millionième  de  millimètre,  pour  les  molécules 
les  plus  grosses.  Les  plus  courtes  longueurs  d'onde  étu- 

(')  De  Charuonnet,  Sur  la  transparence  actinique  de  quelques  milieux 
et,  en  particulier,  sur  la  transparence  actinique  des  miroirs  de  Foucault  et 
leur  application  en  Photographie    Journal  de  Physique,  t.  I,  p.  305;  188:2). 


CIl.Vl».     11.     —     L\     LUMIÈRE.  U 

diées  jusqu'à  ce  joui*  ne  sont  que  cent  fois  plus  étendues, 
et,  comparées  à  ces  oscillations,  les  dimensions  molécu- 
laires ne  sont  plus  négligeables.  Par  rapport  à  ces  radia- 
tions, la  matière  apparaît  déjà  avec  une  certaine  disconti- 
nuité et  possède  des  propriétés  bien  différentes  de  celles 
qu'elle  manifeste  vis-à-vis  des  radiations  ordinaires.  On 
sait,  depuis  Fresnel,  que  les  corps  grenus,  dont  l'élément 
n'est  pas  lui-même  absorbant,  sont  d'autant  plus  transpa- 
rents que  les  radiations  qui  les  frappent  ont  une  plus 
grande  longueur  d'onde.  Clausius  et  lord  Rayleigh  ont 
établi  des  formules  exprimant  le  résidu  d'énergie  vibra- 
toire après  le  passage  à  travers  un  corps  composé  de 
petits  sphérules  égaux  (^). 

D'autre  part,  les  recherches  que  l'on  a  pu  faire  à  l'aide 
des  oscillations  électriques  ont  montré  que  la  plupart  des 
corps  qui  ne  doivent  leur  opacité  qu'à  leur  état  grenu 
sont  d'une  parfaite  transparence  dès  que  la  longueur  d'onde 
dépasse  sensiblement  l'étendue  du  grain.  Les  premières 
recherches  de  Hertz  sur  la  réfraction  des  ondes  électriques 
ont  été  faites  sur  un  prisme  d'asphalte  qui  se  montra 
transparent.  Le  bois,  le  carton,  l'ébonite  et,  d'une  manière 
générale,  tous  les  corps  non  conducteurs  laissent  passer  les 
radiations  d'origine  électrique.  On  n'aura  donc  pas  de  peine 
à  admettre  qu'il  puisse  en  être  de  même  des  dernières  par- 
ticules de  la  matière,  lorsque  l'on  aura  dépassé  les  régions 
du  spectre  dans  lesquelles  elles  résonnent  avec  facilité. 

Ces  propriétés  de  la  lumière  ullra-violette  sont  de  celles 
que  l'on  peut  prévoir  avec  une  plus  ou  moins  grande  pro- 
babilité; il  en  est  d'autres  que  rien  ne  pouvait  faire  soup- 
le )  Ces  formules  sont  de  la  forme 

al 

a  est  une  constante,  l  l'épaisseur  traversée;  n  =2  ou  4,  suivant  les  auteurs. 


20  PREMIÈRE    PARTIE. 

çonner,  et  dont  la  découverte  est  due  en  grande  partie  au 
hasard. 

Au  début  de  ses  recherches  sur  les  oscillations  élec- 
triques, Hertz  observa  une  action  très  marquée  de  l'étin- 
celle du  circuit  primaire  sur  celle  du  résonateur  (*  ).  Tandis 
que  cette  dernière  éclatait  à  chaque  oscillation  à  l'air 
libre,  elle  cessait  aussitôt  que  les  boules  entre  lesquelles 
se  produisait  la  décharge  étaient  enfermées  dans  une  boîte 
quelconque.  Démontant  successivement  toutes  les  parties 
de  la  boite,  Hertz  reconnut  bientôt  qu'une  seule  propriété 
de  l'étincelle,  sa  radiation  lumineuse,  était  en  jeu  dans  le 
phénomène.  L'interposition  d'un  corps  opaque  quelconque, 
conducteur  ou  diélectrique,  arrêtait  également  l'action; 
quelques  corps  cristallisés  faisaient  exception;  le  sucre, 
l'alun,  le  sel  gemme,  la  diminuaient  très  peu  sous  de 
faibles  épaisseurs;  quant  au  quartz,  il  se  montra  d'une 
transparence  telle  que,  sous  une  épaisseur  de  plusieurs 
centimètres,  son  absorption  était  à  peine  sensible. 

Il  était  dès  lors  naturel  d'attribuer  l'action  de  l'étin- 
celle aux  radiations  de  courte  longueur  d'onde,  qui  l'ac- 
compagnent toujours  lorsqu'elle  éclate  entre  deux  morceaux 
de  métal.  L'expérience  confirma  immédiatement  cette  ma- 
nière de  voir,  car  les  sources  de  lumière  quelconque  agis- 
saient comme  l'étincelle  électrique,  et  se  montrèrent 
d'autant  plus  actives  qu'elles  contenaient  une  plus  grande 
proportion  de  radiations  ultra-violettes. 

En  masquant  l'une  après  l'autre  toutes  les  parties  de 
l'ensemble  formé  par  les  deux  boules  et  leur  intervalle. 
Hertz  reconnut  que  l'organe  le  plus  sensible  à  la  lumière 
ultra-violette  est  l'électrode  négative. 


(')  Hertz,  Ueber  einen  Einftuss  des  ultravioletten  Lichtes  auf  die  elec- 
trlsche  Entladung  (Annales  de  Wiedemann,  t.  XXXI,  p.  983;  1887). 


CHAP.     11.    —    LA.    LUMIÈRE. 

Cetle  action  de  la  lumière  ultra-violette  ne  se  fait  pas 
seulement  sentir  sur  un  intervalle  de  peu  d'étendue  où 
l'étincelle  est  susceptible  d'éclater  ;  elle  est  tout  aussi  mar- 
quée dans  le  cas  de  la  décharge  lente  d'un  corps  électrisé 
isolé  dans  l'espace,  ainsi  que  l'a  montré  M.  Hallwachs. 
Ce  singulier  phénomène,  étudié  par  M.  Righi,  M.  Stoletof, 
MM.  Bichat  et  Blondlot,  M.  Hoor,  M.  Branly,  et  d'autres  physi- 
ciens, a  été  employé  pour  la  première  fois  par  M.  Hallwachs 
dans  l'étude  quantitative  de  l'absorption  des  radiations  (^). 
L' électromètre  servait  à  déterminer  la  proportion  de  l'éner- 
gie vibratoire  d'une  qualité  déterminée  qui  traversait  le 
corps  en  expérience. 

La  cause  de  ce  phénomène,  qui  paraissait  au  début  com- 
plètement isolé,  a  été  trouvée  par  MM.  Lenard  et  Wolf  (")  ; 
ils  ont  ramené  la  décharge  des  corps  sous  l'influence  de 
la  lumière  ultra-violette  à  une  convection  de  l'électricité 
dont  les  poussières  détachées  de  la  masse  formaient  le 
support. 

Ces  deux  habiles  physiciens  sont  parvenus,  à  l'aide  d'un 
jet  de  vapeur  sursaturée  (  ^  ) ,  à  suivre  exactement  la  marche 
de  cette  poussière,  et  à  en  constater  l'existence  autour  du 
corps  électrisé  négativement  toutes  les  fois  qu'il  perdait 


(  ^  )  Hallwachs,  Ueber  den  Einfiuss  des  Lichtes  auf  electrostatisch  geladene 
Kôrper  {Annales  de  Wiedemann,  t.  XXXIII,  p.  301;  1888).  —  Ueher  denZu- 
sammenhang  des  electrischen  Electricîtatsverlustes  durch  Beleuchtung  mit 
der  Lichtabsorption  {Ibid.,  t.  XXXVII,  p.  666;  1889). 

{')  Lenard  et  Wolf,  Zerstâuben  der  Kôrper  du?'c/i  des  ultraviolette 
Licht  {Annales  de  Wiedemann,  t.  XXXVII,  p.  443;  1889). 

(')  M.  Aitken  et,  après  lui,  R.  von  Helmholtz,  ont  démontré  que  l'air  peut 
se  sursaturer  très  fortement  d'humidité,  à  la  condition  d'être  complètement 
dépourvu  de  poussières  ;  la  condensation  qui  se  produit  sur  les  noyaux 
préexistants  est  d'autant  plus  rapide  que  les  particules  en  suspension  sont 
plus  abondantes. 

M.  Aitken  a  utilisé  le  premier  ce  phénomène  pour  déduire,  de  l'aspect  du 
jet  de  vapeur,  le  nombre  moyen  de  centres  de  condensation  existant  dans 
l'unité  de  volume  d'air. 


"■Il  PREMIKRb;    PARTIE. 

rapidement  sa  charge  sous  l'action  de  la  radiation.  De  tous 
les  métaux,  c'est  l'argent  qui  s'est  montré  le  plus  facile  à 
pulvériser  par  la  radiation.  Viennent  ensuite  l'or  (i),  le 
fer,  le  plomb,  l'étain,  le  cuivre,  le  platine,  le  mercure  et 
le  zinc  (^). 

Le  quartz  lui-même  perd,  à  la  surface  opposée  à  la 
source  de  lumière,  des  poussières  qui  s'échappent  nor- 
malement à  son  plan.  MM.  Lenard  etWolf,  qui  ont  étudié 
le  phénomène  de  très  près,  pensent  que  les  particules  quit- 
tant le  cristal  sont  composées  de  silicate  de  soude;  ce  sel, 
absorbant  la  lumière  ultra- violette,  doit  subir  son  action 
et  prendre  un  état  vibratoire  qui  le  détache  de  la  masse 
où  il  est  enfermé.  Les  expériences  sur  l'électrolyse  du 
verre  que  nous  rapporterons  dans  le  Chapitre  111  enlèvent 
à  cette  hypothèse  ce  qu'elle  pourrait  avoir  d'invraisem- 
blable à  première  vue. 

La  pulvérisation  des  métaux  n'est  pas,  du  reste,  le  seul 
mode  d'action  de  la  lumière  ultra- violette  sur  les  décharges 

(')  La  pulvérisation  des  métaux  s'observe,  apparemment  du  moins,  en  de- 
hors de  l'action  de  la  lumière  ultra-violette;  M.  Pellat  a  démontré,  par  l'étude 
des  foi'ces  électromotrices  de  contact,  que  deux  plaques  de  métal  en  regard 
font  échange  de  matière. 

L'évaporation  du  métal  a  été  fréquemment  observée,  soit  dans  l'emploi  des 
tubes  à  vide  où  la  pulvérisation  peut  être  ramenée  à  l'action  de  la  lumière 
ultra-violette,  soit  dans  les  lampes  à  incandescence  où  cette  action  est  moins 
évidente.  M.  Goldstein  signala,  en  1880,  la  présence,  sur  les  cathodes,  de  fi- 
gures d'une  forme  particulière,  attribuables  à  une  corrosion  du  métal  en  des 
endroits  bien  déterminés  par  la  forme  des  électrodes  et  celle  du  tube. 

M.  Fleming  a  indiqué  l'un  des  premiers,  en  1883,  l'évaporation  des  attaches 
dans  les  lampes  à  incandescence.  L'ampoule  se  recouvre  intérieurement  de 
poudre  métallique  abandonnée  par  les  flls  qui  amènent  le  courant  à  la  fibre 
de  charbon.  Cette  dernière  projette  une  ombre  bien  nette  dans  le  miroir  mé- 
tallique, ce  qui  montre  que  les  particules  arrachées  aux  électrodes  se 
meuvent  en  ligne  droite,  sans  doute  avec  une  grande  vitesse. 

(^)  On  remarquera  que  les  deux  métaux  les  plus  sensibles  à  l'action  sont 
ceux  qui,  d'après  Kundt  et  M.  Shea,  sortent  de  la  bande  d'absorption  au 
commencement  de  l'ultra-violet.  Il  serait  intéressant  de  voir  si  l'argent 
employé  comme  cathode  dans  les  tubes  de  Crookes  favorise  la  production 
des  rayons  cathodiques. 


CllAP.     II.    —    LA    LUMIÈRE.  23 

électriques.  M.  Svante  Arrhenius  a  montré,  dans  une  série 
de  beaux  travaux  (  '  ) ,  que  les  gaz  sont  dissociés  par  cette 
radiation,  et  il  attribue  le  surcroît  de  conductibilité  aux 
ions  libres  qui  se  trouvent  alors  répartis  dans  la  masse. 
Si  les  radiations  de  faible  longueur  d'onde  exercent  une 
action  chimique  sur  les  gaz,  il  est  naturel  que  ceux-ci  les 
absorbent  en  notable  quantité,  et  c'est  peut-être  la  raison 
pour  laquelle  on  ne  trouve  pas,  au  fond  de  l'atmosphère, 
de  radiations  de  très  faible  longueur  d'onde  dans  le  spectre 
solaire. 

En  résumé,  les  vibrations  rapides  de  l'éther  commu- 
niquent aux  particules  matérielles  une  énergie  cinétique 
souvent  suffisante  pour  en  détruire  la  cohésion.  Cette 
action  est  particulièrement  énergique  lorsque  le  corps 
possède  une  charge  d'électricité  négative. 

Nous  ajouterons  que  cette  propriété  des  radiations  ultra- 
violettes est  partagée  à  un  certain  degré  par  la  lumière 
ordinaire,  à  la  condition  que  le  récepteur  y  soit  sensible. 
MM.  Elster  et  Geitel  ont  trouvé  que  les  métaux  alcalins  sont 
dans  ce  cas. 

Ces  propriétés,  caractéristiques  de  certaines  radiations, 
jouent  probablement  un  rôle  très  important  dans  les  phé- 
nomènes que  nous  étudierons  plus  loin  ;  elles  donneront 
peut-être  le  moyen  de  décider  entre  les  diverses  théories 
que  l'on  a  proposées  pour  expliquer  l'existence  des  rayons 
de  M.  Rôntgen. 

8.  Analogies  acoustiques.  —  Il  est  certains  phénomènes, 
peu  accessibles  au  calcul,  que  l'on  peut  élucider  partielle- 
ment par  une  analogie  suffisamment  serrée;  c'est  ainsi  que 


C)  Sv.  Arrhenius,  Ueber  das  Leitungsvermôgen  der  phosphorescirenden 
Luft  (Mémoires  de  l'Académie  des  Sciences  de  Suède,  t.  XIII,  14  sept.  1887). 
—  Ueber  das  Leitungsvermôgen  beleuchteter  Luft  (Ibid.,  11  janvier  1888). 


24  PREMIÉUE    PARTIE. 

les  phénomènes  de  l'Acoustique,  dans  l'étude  desquels  on 
opère  sur  des  longueurs  mesurables,  permettent  de  prévoir 
en  gros  les  transformations  que  les  particules  matérielles 
feront  subir  aux  vibrations  de  l'éther  qui  produisent  la 
lumière.  Sans  doute,  l'analogie  n'est  pas  complète,  puisque 
les  ondes  sonores  sont  longitudinales  et  les  ondes  lumi- 
neuses transversales.  De  plus,  il  y  a  similitude  parfaite 
entre  l'énergie  que  dissiperont  les  particules  moléculaires 
et  celle  qu'elles  reçoivent  d'un  faisceau  lumineux,  tandis 
que  les  parcelles  de  matière  qui  absorbent  les  vibrations  de 
l'air  sans  les  transmettre  dégradent  l'énergie  et  la  dis- 
sipent sous  une  forme  différente  de  celle  qui  les  a  mises 
en  mouvement.  Malgré  cela,  l'analogie  est  encore  assez  ser- 
rée pour  que  l'on  puisse  tirer  quelque  bénéfice  de  son  étude. 
Considérons  un  système  matériel  composé  d'un  grand 
nombre  d'organes  semblables  —  des  timbres  d'appel,  par 
exemple,  —  susceptibles  de  vibrer  sans  qu'un  amortisse- 
ment sensible  se  produise  par  consommation  d'énergie  dans 
leur  masse.  Si  un  son  continu  frappe  l'ensemble,  chacun 
des  corps  qui  le  composent  se  mettra  à  vibrer  suivant  sa 
période  propre,  et  l'amplitude  de  la  vibration  sera  d'au- 
tant plus  grande  que  cette  période  sera  plus  voisine  de  celle 
de  la  source.  Supposons  que  le  milieu  soit  excité  à  l'unis- 
son des  timbres  qui  le  composent  ;  chacun  d'eux  prendra 
un  mode  vibratoire  dont  l'amplitude  augmenterait  jusqu'à 
la  rupture,  si,  à  leur  tour,  ces  timbres  ne  communiquaient 
à  l'air  une  portion  de  leur  énergie.  Si  la  vitesse  de  la  trans- 
mission à  l'intérieur  de  chacun  de  ces  timbres  est  infé- 
rieure à  la  vitesse  de  propagation  du  son  dans  l'air,  cette 
dernière  ne  sera  que  peu  affectée  par  la  traversée  de  l'en- 
semble. Mais,  si  cette  vitesse  est  plus  grande,  le  mouve- 
ment s'accélérera  en  traversant  le  milieu  artificiel,  et  il 
en  résultera  une  plus  grande  vitesse  du  son  au  travers  de 


CIIAP.     II.     —     LA     LUMIÈRE.  25 

l'ensemble  qu'à  l'air  libre.  L'expérience  ne  serait  pas  trop 
difficile  à  réaliser.  Elle  donnerait  une  image  très  exacte 
de  ce  qui  se  passe  lorsqu'un  faisceau  de  lumière  mono- 
chromatique  traverse  un  corps  qui  l'absorbe  par  résonance. 
Nous  avons  vu  qu'alors  la  vitesse  de  propagation  du  mou- 
vement lumineux  peut  être  augmentée,  sans  cependant 
l'être  toujours  (6). 

Les  phénomènes  sont  sensiblement  différents  lorsque 
l'onde  sonore  traverse  un  milieu  composé  d'un  gaz  et  de 
particules  solides  peu  élastiques  et  n'ayant  pas  un  mode 
vibratoire  bien  défini.  Un  espace  ainsi  constitué  sera  opti- 
quement l'analogue  d'un  milieu  trouble,  ou  même  d'un 
ensemble  de  molécules,  si  les  vibrations  del'éther  ont  une 
très  faible  longueur  d'onde.  Si  les  corps  ainsi  disséminés 
dans  l'espace  n'en  occupent  qu'une  très  faible  partie,  la  vi- 
tesse du  son  n'en  sera  pas  affectée.  En  revanche,  elle  sera 
modifiée  si  les  particules  étrangères  occupent,  dans  l'air, 
une  portion  importante  de  l'espace  total. 

Un  physicien  russe,  M.  Hesehus,  a  cherché  à  déterminer 
les  modifications  que  subit  le  son  à  la  traversée  d'un  mi- 
lieu de  ce  genre  (^).  Le  mode  d'investigation  consistait  à 
déterminer  la  distance  focale  d'une  lentille  en  treillis  de  fil 
de  fer,  remplie  de  copeaux  d'ébonite  que  l'on  pouvait  tas- 
ser plus  ou  moins.  L'expérience  a  montré  que  la  vitesse 
du  son  était  modifiée  d'autant  moins  que  la  longueur  d'onde 
était  plus  petite.  Pour  les  grandes  longueurs  d'onde,  le  mi- 
lieu, qui  est,  de  sa  nature,  indifféremment  absorbant, 
agit  comme  s'il  était  continu,  et  la  propagation  ne  se  fait 
pas.  Au  contraire,  lorsque  la  longueur  d'onde  diminue, 
les  inégalités  du  milieu  deviennent  apparentes,  et  la  pro- 


(')  Hesehus,  Sur  la  réfraction  et  la  vitesse  du  son  dans  les  corps  poreux 
(Journal  de  la  Société  physico-chimique  russe,  t.  XXII,  p.  233  ;  1890). 


26  PREMIÈRE    PAUTIE. 

pagation  se  fait  dans  les  interstices  pleins  d'air.  Par 
exemple,  lorsque  la  portion  remplie  par  les  copeaux  est 
de  3  à  4  pour  100  du  volume  total,  la  vitesse  de  propaga- 
tion des  sons  dont  la  longueur  d'onde  est  de  24"""  atteint 
261"'  par  seconde.  Elle  tombe  à  146"'  par  seconde  pour  une 
densité  de  0,14  et  une  longueur  d'onde  de  60""". 

La  diminution  de  vitesse  du  son  tend  à  s'annuler  à  me- 
sure que  diminuent  la  portion  de  l'espace  occupée  par  le 
corps  solide  indifférent  et  la  longueur  d'onde  de  la  vibra- 
tion sonore.  Autant  qu'on  peut  en  juger,  le  rapport  des  lon- 
gueurs d'onde  utilisées  par  M.  Hesehus  aux  dimensions  des 
particules  solides  comprises  dans  l'espace  en  expérience  est 
du  même  ordre  de  grandeur  que  celui  des  longueurs  d'onde 
du  spectre  visible  ou  ultra-violet  aux  dimensions  molécu- 
laires. Le  rapport  des  pleins  aux  vides  dans  les  corps  est  plus 
difficile  à  déterminer;  mais  l'opinion  lapins  répandue  est 
que  la  molécule  proprement  dite  n'occupe  qu'une  petite 
partie  de  l'espace  qui  la  sépare  des  molécules  voisines. 

9.  Phosphorescence  et  fluorescence.  —  Les  phénomènes 
lumineux  singuliers  que  présentent  certains  corps  dans  des 
conditions  particulières,  et  auxquels  M.  E.  Wiedemann  a 
donné  le  nom  général  de  phénomènes  luminescents,  jouent 
un  rôle  important  dans  l'ensemble  des  radiations  récem- 
ment découvertes. 

Dans  une  enceinte  fermée  et  isotherme,  tous  les  éléments 
de  surface  ont  le  même  éclat,  à  la  condition  qu'aucun 
d'eux  ne  présente  des  propriétés  luminescentes.  D'après 
le  principe  de  Prévost,  complété  par  Kirchhoff  [voir  5),  cet 
éclat  est  même  indépendant  du  pouvoir  émissif  de  chaque 
élément  de  la  surface  interne  de  l'enceinte.  Il  n'en  est  pas 
de  même  lorsque  celle-ci  contient  un  corps  luminescent. 
Ce  dernier  se  détache  de  son  entourage  par  une  teinte  dif- 


cil  A  p.     II.    —    LA    LUMIÈRE.  27 

férente  correspondant  à  un  déplacement  de  la  répartition 
de  l'énergie  dans  le  spectre. 

La  luminescence  peut  être  ramenée  à  deux  groupes  bien 
distincts  de  phénomènes.  D'une  part,  certains  corps,  exci- 
tés par  la  lumière  ou  par  d'autres  agents,  sont  sujets  à  se 
décomposer  partiellement  comme  nous  venons  de  le  voir. 
Ils  tendent  alors  à  revenir  à  leur  état  d'équilibre  en  don- 
nant naissance  à  des  ondes  lumineuses.  Ils  émettent  ainsi 
des  radiations  pendant  tout  le  temps  que  dure  leur  retour 
aux  liaisons  rompues  par  l'agent  extérieur.  Les  corps 
susceptibles  de  donner  naissance  à  ces  phénomènes  sont 
dits  phosphorescents.  Ils  sont  caractérisés  par  le  fait  que 
leur  émission  dure  un  temps  appréciable  après  que  l'exci- 
tation a  cessé  de  se  produire. 

D'autres  corps  transforment  immédiatement  l'excitation 
qu'ils  reçoivent  en  une  vibration  d'une  nature  différente. 
Leur  molécule,  sans  éprouver  de  décomposition,  participe 
au  mouvement  lumineux  et  change  sa  nature.  La  durée 
d'extinction  ne  dépasse  pas  alors  le  temps  que  met  la  mo- 
lécule à  reprendre  ses  mouvements  ordinaires  après  la  fln 
de  l'excitation.  Cette  durée  de  l'extinction  est  tellement 
courte  qu'elle  n'a  pas  pu  être  mise  en  évidence.  Les  corps 
qui  transforment  ainsi  la  lumière  sont  dits  fluorescents. 

La  distinction,  en  apparence  artiflcielle,  entre  les  corps 
ayant  une  durée  d'extinction  appréciable  et  ceux  pour 
lesquels  elle  est  au-dessous  de  toute  durée  mesurable  a 
été  établie  par  E.  Becquerel.  Nous  voyons  que  cette  classi- 
fication des  phénomènes  correspond,  en  réalité,  à  deux 
classes  bien  tranchées  de  modifications  dans  la  molécule. 

La  phosphorescence  est  surtout  importante  dans  les 
corps  faciles  à  décomposer. Certains  sels  sont  dans  ce  cas; 
mais  on  peut  augmenter  beaucoup  le  phénomène  en  faci- 
litant la  décomposition  des  corps  sous  l'action  de  l'agent 


28  PREMIÈRE    l'AUTIE. 

excitant.  L'un  des  meilleurs  procédés  consiste  à  faire  ce 
que  M.  Van  t'Hoff  nomme  une  solution  solide,  c'est-à-dire  un 
mélange  intime  de  deux  sels,  dont  l'un,  ajouté  en  très  faible 
quantité  à  l'autre,  est  prêt  à  se  décomposer  partiellement, 
et  à  former,  avec  une  partie  du  second,  une  très  petite  pro- 
portion d'un  troisième  corps  généralement  moins  stable 
que  les  deux  premiers. 

On  peut,  par  exemple,  obtenir  un  corps  phosphorescent 
de  cette  nature,  en  mélangeant  un  peu  de  sulfate  de  ma- 
gnésie à  du  sulfate  de  calcium.  Pour  cela,  on  commence 
par  dissoudre  le  premier  de  ces  corps  dans  de  l'acide  sul- 
furique,  qui  sert  ensuite  à  précipiter  une  solution  de  chlo- 
rure de  calcium.  Dans  certains  cas,  il  est  préférable  de 
dissoudre  les  deux  corps  que  l'on  veut  mélanger,  et  de 
faire  évaporer  la  solution. 

Souvent,  le  troisième  corps  formé  est  assez  stable  pour 
se  conserver  indéfiniment  à  la  température  ordinaire  ;  on 
provoque  alors  sa  décomposition  en  chauffant  le  sel,  et 
le  retour  au  premier  état  est  généralement  accompagné 
d'un  dégagement  abondant  de  lumière. 

La  manière  dont  se  comportent  les  mélanges  artificiels 
de  deux  substances  solides  conduit  à  penser  que,  dans  un 
grand  nombre  de  cas,  les  corps  phosphorescents  ne  doivent 
cette  propriété  qu'à  la  présence  de  traces  d'un  autre  corps 
dans  la  masse.  On  a  pu  déceler  fréquemment,  du  reste, 
l'existence  du  corps  répandu  dans  le  dissolvant. 

L'excitant  le  plus  ordinairement  employé  pour  produire 
la  luminescence  des  corps  est  la  lumière  visible  ou  ultra- 
violette. Mais  les  rayons  cathodiques,  que  nous  allons 
étudier,  produisent  des  effets  beaucoup  plus  énergiques  (  ^  ) . 

(')  On  doit  à  M.  E.  Wiedemann  une  série  d'études  du  plus  haut  intérêt 
sur  l'ensemble  de  la  question.  Dans  plusieurs  Mémoires  récents,  M.  Wiede- 
mann donne  le  résultat  de  l'examen  d'un  grand  nombre  de  corps  présen- 


CEI  A  p.    II.   —   I,  \   lujMièiil:.  29 

La  fluorescence,  ou  réflexion  épipolique,  découverte  par 
Brewster,  a  été  étudiée  surtout  par  sir  G.-Gr.  Stokes.  On 
sait  que  les  spectres  d'émission  des  corps  solides  possèdent 
un  maximum  d'énergie  qui  se  déplace  vers  les  faibles  lon- 
gueurs d'onde,  à  mesure  que  la  température  de  la  source 
s'élève.  Si  la  réflexion  épipolique  se  produisait  de  ma- 
nière à  diminuer  toutes  les  longueurs  d'onde  de  la  vibration 
primaire,  l'énergie  étant  conservée  dans  les  radiations, 
la  température  virtuelle  de  la  radiation  serait  augmentée  ; 
donc,  suivant  le  principe  constant  de  la  dégradation,  ou 
de  l'augmentation  de  l'entropie,  la  transformation  doit  se 
faire  en  remontant  vers  les  grandes  longueurs  d'onde. 
C'est  ce  qu'avait  trouvé  Stokes,  et  l'on  put  croire  un  mo- 
ment que  cette  règle  était  tout  à  fait  générale  ;  elle  a  été 
contestée  depuis  lors  par  M,  Lommel,  qui  en  a  fait  une 
étude  expérimentale  et  théorique. 

L'application  que  l'on  avait  faite  du  principe  de  Carnot 
n'était  peut-être  pas  parfaitement  correcte.  Si,  dans  l'en- 
semble des  radiations  transformées,  il  s'en  trouve  dont  la 
longueur  d'onde  est  plus  grande  que  celle  de  la  radiation 
incidente,  il  se  produit  dans  le  cycle  une  dégradation  qui 
peut  compenser  l'augmentation  du  potentiel  d'une  partie 
de  la  radiation.  Nous  reviendrons  plus  tard  à  cette  idée. 


tant   des  phénomènes   de    phosphorescence.  Quelques-uns  de   ces   corps 
avaient  déjà  été  étudiés  par  M.  Lecocj  de  Boisbaudran. 

La  lumière  développée  est  particulièrement  brillante  pour  les  sulfates 
ou  les  carbonates  des  terres  alcalines,  additionnés  d'une  petite  quantité 
des  sels  correspondants  d'un  métal  tel  que  le  cuivre,  l'urane,  le  manga- 
nèse, la  magnésie.  Les  effets  les  plus  brillants  sont  obtenus  soit  directe- 
ment avec  des  sels  de  chaux  additionnés  de  manganèse,  soit  seulement 
par  une  élévation  de  la  température.  Ces  études  prennent  en  ce  moment  une 
grande  importance  pratique,  en  connexion  avec  l'observation  des  rayons  de 
Rôntgen.  [Voir  E.WiEDEMANN  et  G. -C.  Schmidt,  Ueber  Licminescenz  (An- 
nales de  Wiedemann,  t.  LIV,  p.  604)  ;  Ueber  Luminescenz  von  festen  Kôrpern 
und  festen  Lôsungen  (Ibid.,  t. LVI, p.201)]. 


30  PREMIliaE    PAKTIK. 

10.  L'énergie  et  la  vision.  —  La  petitesse  des  actions  chi- 
miques qui  se  produisent  dans  la  plupart  des  corps  phos- 
phorescents a  pu  faire  douter  de  la  théorie  que  nous  venons 
d'exposer.  Cependant,  si  l'on  compare  l'énergie  dégagée  par 
les  actions  chimiques  les  plus  ordinaires  à  celle  qui  est 
nécessaire  pour  impressionner  un  œil  reposé,  on  arrive  à 
la  conclusion  tout  opposée. 

D'après  les  mesures  de  M.  Tumlirz,  une  hougie  envoie, 
à  1'"  de  distance,  sur  une  pupille  de  3"""  d'ouverture,  une 
quantité  d'énergie  du  spectre  visible  qui  atteindrait  une 
petite  calorie  en  450  jours.  A  12  kilomètres,  cette  hougie 
aurait  l'éclat  d'une  étoile  de  sixième  grandeur,  et  serait  à 
la  limite  de  visibilité  ;  à  cette  distance,  elle  fournirait  à 
la  pupille  une  petite  calorie  en  180  millions  d'années.  Cer- 
taines lumières  phosphorescentes,  mieux  utilisées,  possè- 
dent, pour  une  énergie  égale,  un  pouvoir  éclairant  cinq  ou 
six  fois  plus  considérable.  Donc,  l'énergie  de  la  vibration 
de  l'éther,  suffisante  pour  donner  pendant  un  an,  à  un  œil 
reposé,  la  sensation  lumineuse,  ne  serait  pas  supérieure  à 
un  milliardième  de  petite  calorie. 

1  gramme  de  charbon  donnant,  par  sa  combustion,  plus 
de  8000  petites  calories,  il  suffirait,  pour  nous  procurer  la 
sensation  lumineuse  pendant  une  seconde,  de  l'énergie 
fournie  parla  combustion,  convenablement  utilisée,  d'une 
masse  de  charbon  de  1  gramme  divisé  par  un  nombre  de 
20  chiffres. 

La  sensibilité  de  la  plaque  photographique  est  du  même 
ordre  de  grandeur. 


ciiAP.   III.   —  i.'klectroi.yse.  31 


CHAPITRE  III. 

L'ÉLECTROLYSE. 


11.  Liquides.  —  Pendant  longtemps,  la  conduction  élec- 
trolytique  parut  liée  à  l'état  liquide,  dans  lequel  elle  a  été 
le  plus  étudiée.  Dans  ces  dernières  années,  ce  phénomène 
a  été  trouvé  aussi  dans  les  solides  et  dans  les  gaz,  comme 
nous  le  verrons  tout  à  l'heure. 

La  théorie  primitive  de  Grotthus,  qui  admet  l'échange 
des  atomes  entre  les  molécules  voisines,  a  été  complétée  et 
modifiée  par  les  idées  de  Van  t'PIoff  et  d'Arrhenius,  qui  ont 
introduit  celte  notion  de  la  dissociation  électroly tique,  et 
de  l'existence  d'ions  libres  dans  la  solution.  Nous  renver- 
rons, pour  le  développement  de  cette  théorie,  à  laquelle 
nous  n'emprunterons  que  l'idée  fondamentale,  aux  nom- 
breux Mémoires  publiés  depuis  quelques  années  surtout, 
par  les  chimistes  de  l'Ecole  de  Leipzig. 

Nous  nous  bornerons  à  rappeler  ici,  à  propos  del'électro- 
lyse  des  liquides,  une  curieuse  expérience  de  M.  Arons  (*). 

Si  l'on  place,  en  travers  d'une  auge  électrolytique,  une 
plaque  de  verre  percée  d'un  trou,  on  n'observe  aucune 
diminution  du  courant  lorsqu'on  ferme  l'ouverture  par 
une  feuille  de  métal  très  mince. 

Les  recherches  poursuivies  par  M.  Daniel  ont  renseigné 

(')  L.  Arons,  Versuc/ie  ûber  elektrolytische  Polarisation  (Société  de  Phy- 
sique de  Berlin,  séance  du  11  mars  1892). 


32  PKliMIliRE    PARTIL. 

très  complètement  sur  la  valeur  de  la  polarisation  sur  les 
deux  faces  de  la  feuille  de  métal  pour  diverses  épaisseurs 
et  différentes  densités  de  courant  (*). 

Dans  l'eau  acidulée,  la  feuille  d'or  ne  montre  aucune 
polarisation  lorsque  son  épaisseur  est  inférieure  kO^',A. 
De  même,  la  feuille  de  platine  jusqu'à  2^,  la  feuille  d'alu- 
minium jusqu'à  0^,  5,  même  pour  une  densité  de  courant 
de  0,1  ampère  par  centimètre  carré,  ne  se  polarisent  pas. 
Pour  les  épaisseurs  un  peu  supérieures  à  celle  où  la  pola- 
risation commence  à  se  faire  sentir,  son  intensité  est  pro- 
portionnelle à  la  densité  du  courant. 

Ces  expériences  nous  montrent  que  l'équilibre  s'établit 
à  travers  un  septum  suffisamment  mince  de  métal,  et,  sui- 
vant lès. idées  actuelles  sur  l'électrolyse,  ■  on  en  conclura 
que  les  ions  traversent  sans  résistance  appréciable  une 
faible'  épaisseur  des  métaux  étudiés.  Lorsque  la  couche 
augmente,  la  traversée  devient  plus  difficile,  mais -elle 
est  loin  d'être  complètement  empêchée  par  des  épaisseurs 
bien  mesurables.  Ainsi,  pour  une  intensité  de  courant  de 
0,004  ampère  par  centimètre  carré,  la  force 'électromotrice 
de  polarisation  aux  deux  faces  d'une  feuille  d'or  de  4!^  n'est 
que  de  0,37  volt. 

12.  Solides. —  11  n'existe  aucune  démarcation  bien  tran- 
chée entre  l'état  solide  et  l'état  liquide.  Certains  corps, 
comme  la  glu  marine,  pourraient,  avec  autant  de  raison, 
être  rangés  sous  l'un  ou  l'autre  des  deux  états;  le  plomb 
est  plus  franchement  solide,  et  le  cuivre  présente  une  co- 
hésion encore  plus  grande  ;  cependant,  Tresca  a  montré  que 


(')  s.  Daniel,  Ueber  galvanische  Polarisaiionserscheinungen  an  einei' 
dunnen  metallischen  Scheidewand  in  einem  Voltameter  {Annales  de  Wiede- 
mann,t.  XLIX,  p.  281;  1S93). 


(;h.\p.   ih.  —  l'électrolyse.  33 

ces  corps  se  comportent  absolument  comme  les  liquides 
sous  une  pression  un  peu  forte. 

,  D'une  manière  générale,  l'état  solide  ou  liquide  n'est 
défini  que  si  l'on  indique  la  pression  sous  laquelle  on  en- 
visage le  corps  en  question.  Lorsque  les  efforts  deviennent 
très  considérables,  la  cohésion  des  corps  que  nous  consi- 
dérons comme  solides  n'intervient  pas  plus  que  la  cohésion 
de  l'eau  soumise  à  l'action  de  la  pesanteur.  C'est  pour  cela 
qu'il  est  oiseux  de  se  demander  siFintérieur  de  la  Terre  est 
solide  ou  liquide;  quelle  que  soit  sa  composition,  il  est 
forcément  liquide,  eu  égard  aux  pressions  auxquelles  il  est 
soumis. 

D'ailleurs,  les  molécules  des  corps  éprouvent  des  dépla- 
cements considérables,  tout  autres  que  des  oscillations  sur 
place,  comme  on  le  croit  communément.  M.  Walthère 
Spring  a  formé  des  alliages  dans  une  couche  d'une  cer- 
taine épaisseur  au  contact  de  deux  métaux,  bien  au-dessous 
du  point  de  fusion  de  chacun  d'eux;  il  se  produit,  à  la  sur- 
face de  contact,  une  pénétration  réciproque  qui  fait  dispa- 
raître toute  limite  tranchée  entre  les  deux  blocs  primitive- 
ment séparés.  M.  Roberts-Austen  a  trouvé,  de  même,  que 
l'or  se  diffuse  dans  le  plomb  bien  au-dessous  de  la  tempé- 
rature de  fusion  de  ce  métal. 

Il  n'est  pas  surprenant  dès  lors  que,  par  l'emploi  de  forces 
agissant  dans  une  direction  déterminée,  on  obtienne  un 
transport  de  matière,  comme  dans  l'électrolyse  du  verre 
pratiquée  j)ar  M.  Foussereau,  M.  Warburg,  M.  Barus, 
M.  Roberts-Austen.  .^-j^  jj^.^^ 

L'expérience  est  facile  à  réaliser;  on  remplit  de  mercure 
ou  d'acide  sulfurique  une  éprouve tte  de  verre  que  l'on 
place  dans  un  bain  de  même  nature  ;  pour  augmenter  la 
mobilité  des  molécules,  on  porte  le  tout  à  une  température 
élevée,  mais  bien  inférieure  à  la  fusion  du  verre,  100° 
G.  3 


34  •  PREMIÈRE    PARTIE. 

OU  200°  par  exemple.  Le  courant  électrique  traverse  sans 
peine  les  parois  de  l'éprouvette,  jusqu'à  ce  qu'il  se  soit 
formé,  du  côté  positif,  un  dépôt  de  silice  qui  devient  abso- 
lument isolant  lorsqu'il  atteint  une  certaine  épaisseur.  En 
revanche,  l'expérience  peut  se  prolonger  indéfiniment 
lorsqu'on  remplace,  à  l'anode,  le  mercure  par  un  amalgame 
alcalin  ;  la  surface  du  verre  se  dépolarise  alors  et  cesse 
d'isoler. 

Toutefois,  il  faut,  pour  que  l'expérience  réussisse,  que 
l'alcali  ajouté  au  mercure  n'ait  pas  un  volume  atomique 
plus  considérable  que  celui  de  l'alcali  du  verre;  dans  le 
cas  contraire,  son  passage  est  assez  difficile.  Si  son  volume 
atomique  est  plus  faible,  le  verre  perd  de  sa  transparence 
et  de  sa  cohésion. 

M.  Barus  a  trouvé  que,  en  exerçant  une  traction  longi- 
tudinale sur  l'éprouvette,  sa  conductibilité  augmente  dans 
le  sens  de  l'épaisseur  ;  on  en  conclut  que  les  atomes  se 
fraient  plus  facilement  un  passage  à  travers  la  masse, 
lorsque,  par  un  moyen  quelconque,  on  augmente  la 
distance  des  particules  de  matière  entre  lesquelles  elles 
doivent  passer  (*). 

13.  Gaz.  —  On  s'est  peu  occupé  jusqu'à  ces  derniers 
temps  de  l'électrolyse  des  gaz  et  des  vapeurs.  L'expérience 
présente,  en  effet,  quelques  difficultés,  en  raison  du  mé- 
lange spontané  qui  se  produit  rapidement  par  diffusion  des 
produits  de  l'électrolyse.  On  doit  au  professeur  J.-J.  Thom- 
son d'importants  travaux  sur  cette  question  d'une  grande 
actualité.  Nous  en  extrairons  deux  expériences  typiques 


(')  Carl  Barus,  Résistaiice  électrique  du  verre  comprimé  {Journal  de 
Physique,  t.  IX,  p.  522,  analyse  par  M.  B.  Brunhes).  —  Ch.-Éd.  Guillaume, 
La  résistance  électrique  du  verre  soumis  à  une  déformation  mécanique 
(Ibid.,  t.  X,  p.39;  1891). 


CHAP.   III.   —  l'électrolyse,  35 

que  nous  décrivions,  il  y  a  quelques  mois,  dans  les  termes 
suivants  (^)  : 

«  Un  tube  en  U.-  d'une  ouverture  aussi  faible  que  pos- 
sible, reçoit  le  gaz  à  examiner.  Les  extrémités  de  ce  tube, 
recourbées  à  angle  droit  {fig.2],d.e  manière  à  rester  paral- 
lèles entre  elles,  portent  les  électrodes,  et  peuvent  être 

Fig.  2. 


amenées  dans  le  champ  d'un  spectroscope,  qui  servira 
à  l'analyse  des  produits  de  l'électrolyse.  La  décharge  est 
fournie  par  une  bobine  de  Ruhmkorff. 

»  Prenons  comme  type  des  expériences,  celles  qui  ont 
été  faites  sur  l'acide  chlorhydrique  :  elles  présentent 
l'avantage  de  donner  deux  spectres  bien  nets,  l'un  rouge, 
correspondant  à  l'hydrogène,  l'autre  vert,  produit  par  le 
chlore. 

»  Le  gaz  étant  à  une  faible  pression  dans  le  tube,  les 
premières  décharges  l' éclairent  en  gris  verdâtre,  puis,  peu 
à  peu,  le  phénomène  change,  l'anode  s'entoure  d'une  au- 
réole d'un  beau  vert,  tandis  que  le  gaz  prend  une  teinte 
rouge  autour  de  la  cathode.  L'intensité  des  deux  colora- 
tions augmente  graduellement,  puis  les  deux  couleurs  pé- 
nètrent l'une  dans  l'autre,  s'estompent,   et  finalement  la 


(')  Travaux  récents  en  Électricité  (analysés  dans  l'Industrie  électrique 
du  25  décembre  1895), 


36  PREMIÈRE    PARTIE. 

teinte  rouge  domine  dans  toute  la  longueur  du  tube,  mon- 
trant qu'il  s'est  produit  une  diffusion,  et  que  l'hydrogène 
participe  seul  à  la  décharge. 

»  Une  autre  expérience,  dont  le  résultat  est  en  quelque 
sorte  contraire  à  celui  que  nous  venons  d'indiquer,  con- 
siste à  introduire  d'abord  de  l'hydrogène  pur  dans  un  tube, 
en  vérifiant  que  son  spectre  s'y  trouve  seul,  sans  aucune 
trace  d'un  spectre  étranger;  puis  à  ajouter  au  contenu  du 
tube  une  très  petite  quantité  de  chlore.  Au  bout  d'un  in- 
stant, les  décharges  révèlent  la  présence  du  chlore  à  l'élec- 
trode positive,  tandis  que  l'autre  ne  montre  que  le  spectre 
de  l'hydrogène.  En  renversant  le  courant,  on  voit  les 
spectres  se  fondre  l'un  dans  l'autre,  après  avoir  brillé 
pendant  quelques  secondes  d'un  vif  éclat,  et  enfin,  les  gaz 
ont  échangé  leurs  places  respectives  par  transports  oppo- 
sés. Ce  renversement  peut  se  reproduire  un  nombre  de 
fois  indéfini. 

»  Ces  deux  expériences,  diffusion  des  produits  de  l'élec- 
trolyse,  et  transport  constant  des  gaz  introduits  séparément 
dans  le  tube,  nous  montrent  que  ces  corps  existent  à  deux 
états  différents  suivant  leur  provenance.  » 

Les  faits  que  nous  venons  d'énumérer  nous  enseignent 
en  résumé,  que  les  corps  peuvent  être  électrolysés,  quel 
que  soit  leur  état  d'agrégation,  et  que,  sous  certaines  in- 
fluences particulières,  les  solides  sont  aisément  traversés 
par  des  particules  matérielles.  Les  ions  libres,  en  particu- 
lier, voyagent  sans  difficulté  au  travers  des  corps  les  plus 
imperméables. 


SECONDE  PARTIE. 


CHAPITRE  IV. 

LES   DÉCHARGES    DANS   LES    GAZ, 
PREMIÈRE  PÉRIODE. 


14.  Phénomènes  lumineux  dus  aux  décharges  dans 
les  gaz  raréfiés.  —  On  doit  à  Faraday  (^)  les  premières 
recherches  systématiques  sur  les  phénomènes  qui  accom- 
pagnent le  passage  de  l'électricité  à  travers  un  gaz  sous 
faible  pression.  Ces  expériences  ont  été  souvent  répétées, 
avec  divers  dispositifs,  et  en  employant  soit  le  courant  des 
machines  statiques,  soit  celui  de  fortes  batteries  de  piles, 
soit,  surtout,  les  décharges  d'induction  fournies  par  les 
bobines. 

Lorsqu'on  met  les  deux  bornes  A  et  B  de  l'appareil 
(fig.  3)  en  communication  avec  une  source  d'électricité  de 
très  haut  potentiel,  on  voit,  sous  la  pression  ordinaire, 
éclater,  entre  les  boules,  des  étincelles  dont  la  fréquence 
dépend  du  débit  de  la  source.  Si  l'on  abaisse  graduelle- 
ment la  pression,  les  étincelles  diminuent  d'éclat  en  même 

(  '  )  Faraday,  Expérimental  Researches,  13*  série,  1838. 


38 


SECONDE    PARTIE. 


temps  que  leur  fréquence  augmente.  Peu  à  peu,  elles  se 
transforment  en  aigrettes  d'apparence  continue,  qui  dis- 
paraissent à  leur  tour  pour  faire  place  à  de  simples  lueurs 
entourant  les  deux  pôles.  Généralement,  ces  lueurs  sont  de 
couleurs  différentes,  comme  nous  l'avons  déjà  indiqué  à 

Fig.  3. 


propos  de  l'électrolyse  des  gaz.  Elles  se  distinguent  encore 
par  une  autre  propriété  mise  en  évidence  par  Hittorf  :  la 
lueur  négative  communique  seule  au  verre  qu'elle  ren- 
contre un  éclat  particulier  qui  peut  être  très  vif. 

Dès  l'année  1843,  Abria  porta  son  attention  sur  une  par- 
ticularité de  la  décharge  qui  resta  longtemps  mystérieuse. 
Dans  la  plupart  des  cas,  la  lueur  qui  se  produit  dans  le 


CHAP.  IV.  —  DÉCHARGES   DANS   LES   GAZ,  PREMIÈRE  PÉRIODE.       39 

tube  est  divisée  en  strates,  éguidistants  dans  les  tubes  cy- 
lindriques. M.  Spottiswoode  et,  après  lui,  M.  Fernet  appli- 
quèrent à  ce  phénomène  le  procédé  d'investigation  du  mi- 
roir tournant,  qui  permit  d'étudier  leur  mouvement.  Il  fut 
ainsi  possible  de  déceler  l'apparence  stratifiée  de  la  dé- 
charge même  dans  le  cas  où  le  tube  semblait,  à  la  vue 
simple,  rempli  d'une  lueur  uniforme. 

Gassiot  observa  le  même  phénomène  en  se  servant  d'une 
pile  de  3520  éléments  remplis  d'eau  de  pluie.  Hittorf,  en 
revanche,  le  fit  disparaître  par  l'emploi  d'une  batterie 
de  1600  éléments  Bunsen  (*),  Les  divisions  du  tube  repa- 
raissaient lorsqu'on  intercalait,  dans  le  circuit,  une  très 
forte  résistance.  Elles  devenaient  particulièrement  nettes 
lorsqu'un  condensateur  était  mis  en  dérivation  sur  le  tube. 
Hittorf  en  conclut  que  les  stratifications  sont  dues  à  des 
interruptions  du  courant  produites  par  un  défaut  de  débit 
de  la  source. 

La  même  question  fut  étudiée  plus  tard  par  Hertz  (-), 
qui  a  décrie  ses  expériences  dans  un  Mémoire  auquel  nous 
reviendrons  au  Chapitre  suivant.  Opérant  avec  une  batterie 
de  1000  accumulateurs,  il  reconnut,  par  plusieurs  procédés, 
que  la  décharge  était  parfaitement  continue. 

L'une  des  méthodes  d'investigation  employées  par  Hertz 
consistait  à  mettre  simultanément,  dans  le  circuit  du 
tube,  un  galvanomètre  et  un  électrodynamomètre,  que  l'on 
fermait  ensuite  sur  une  forte  résistance  métallique;  on 
ramenait  le  galvanomètre  à  sa  première  indication  et  l'on 


(')  Hittorf,  Ueber  die  Electricil&tsleitung  derGa.se  (Annales  de  Poggen- 
dorf,  t.CXXXVI,  p.  1  ;  1869.  —  Jubelband,  p.  430;  1874.  —  Annales  de  Wiede- 
manu,  t.  VII,  p.  553  ;  1879). 

Voir  aussi  dans  les  Annales  de  Chimie  et  de  Physique  (4°  série,  t.  XVII, 
p.  4S7  ;  1869 )  Tanalyse  très  étendue  du  premier  Mémoire  d'Hittorf ,  par  Berlin. 

(')  Hertz,  Versuche  ûber  die  Glimmentladung  [Annales  de  Wiedemann, 
t.  XIX,  p,  782;  1883). 


40  SECONDE    PARTIE. 

déterminait  celle  de  l'autre  instrument,  qui  s'est  toujours 
trouvée  identique  à  la  déviation  mesurée  dans  le  premier 
circuit.  Cette  égalité  est  un  indice  non  douteux  de  la 
constance  du  courant. 

Dans  d'autres  expériences,  Hertz  plaçait,  en  dérivation 
sur  le  tube,  un  condensateur  dans  le  circuit  duquel  un  fil 
métallique  était  disposé  de  façon  à  ce  que  sa  température  pût 
être  aisément  mesurée.  Le  fil  conserva  sa  température, 
d'où  l'on  conclut  qu'il  n'était  pas  traversé  par  un  courant, 
comme  cela  se  serait  produit  si  la  décharge  avait  été  inter- 
mittente. 

Lorsqu'on  augmentait  beaucoup  la  résistance  du  circuit, 
on  apercevait  des  stratifications,  et,  au  même  instant,  le 
tube  commençait  à  donner  un  son  musical.  D'ailleurs,  le 
passage  de  l'un  à  l'autre  des  modes  de  décharge  est 
brusque,  sans  aucun  état  transitoire. 

15.  Cas  des  gaz  très  raréfiés.  —  C'est  aussià  Hittorf  que 
l'on  doit  les  premières  recherches  sur  les  décharges  dans 
les  gaz  sous  très  faible  pression.  Mesurant  la  résistance 
du  circuit  par  un  procédé  particulier,  il  trouva  que,  au- 
dessous  d'une  certaine  pression  (O^^jS  pour  l'hydrogène), 
cette  résistance  ne  dépend  plus  de  la  distance  des  élec- 
trodes. On  observe,  en  effet,  que,  pour  ces  pressions  très 
faibles,  la  décharge  qui  reliait  auparavant  les  électrodes 
part  directement  de  la  cathode. 

Ce  fait  est  une  conséquence  nécessaire  du  phénomène 
suivant  :  «  La  lueur  négative  est  formée  de  rayons  rectili- 
gnes,  car  un  corps  solide  quelconque,  isolant  ou  conduc- 
teur, l'interrompt  sans  l'infléchir  et  porte  ombre  sur  les 
parois  du  tube.  Sa  direction  est  indépendante  de  la  posi- 
tion de  l'électrode  positive.  Ainsi,  quand  l'électrode  néga- 
tive est  dirigée  en  sens  contraire  de  la  première,  la  lueur 


CHAP.  IV.  —  DÉCHARGES   DANS   LES   GAZ,  PRE.MIÈRE   PÉRIODE.      41 

bleue  ne  se  recourbe  pas  pour  se  tourner  vers  le  pôle  po- 
sitif (»)  ». 
Cette  propriété  de  la  décharge  négative  est  rendue  évi- 


dente  à  l'aide  de  l'appareil  que  représente  la  fig.  4.  A 
gauche,  les  trois  électrodes  filiformes  sont  en  communica- 
tion avec  le  pôle  positif  de  la  source,  tandis  que  l'électrode 
en  forme  de  cuvette  reçoit  le  courant  du  pôle  négatif. 
Sous  une  pression  notable,  la  cathode  a  est  reliée  aux  trois 


')  Analyse  de  Bertia. 


42  SECONDE    PARTIE. 

autres  électrodes  par  des  traits  de  lumière,  tandis  que,  si  la 
raréfaction  a  été  poussée  très  loin,  le  flux  partant  de  a'  cesse 
de  se  diriger  vers  6,  c,  d;  il  s'échappe  normalement  à  la  ca- 
thode, et  forme,  sur  le  verre  opposé,  une  tache  lumineuse. 

Hittorf  a  démontré  du  reste  que  la  cathode  joue,  dans  le 
phénomène,  un  rôle  prépondérant.  La  résistance  du  tube 
dépend  surtout  de  sa  superficie  et  très  peu  de  celle  du  pôle 
positif. 

La  formation  de  la  lueur  négative  a  donné  lieu  à  de 
curieuses  remarques.  Lorsque,  par  exemple,  les  deux  élec- 
trodes sont  formées  de  fils  qui  débouchent  en  regard  l'un 
de  l'autre  dans  un  étranglement  du  tube,  la  décharge  se 
fait  de  préférence  par  un  conduit  latéral,  si  une  portion 
quelconque  des  électrodes  est  comprise  dans  un  espace 
ouvert  communiquant  avec  ce  conduit.  Sinsteden  et  Gassiot 
avaient  déjà  observé  que  l'on  fait  disparaître  la  lueur  lors- 
qu'on entoure  la  cathode  d'un  tube  étroit  ouvert  vers  l'in- 
térieur de  l'espace  évacué. 

16.  Passage  de  la  décharge  dans  un  champ  magnétique. 
—  Davy  observa,  en  1821,  que  l'arc  électrique  est  sensible 
à  l'action  de  l'aimant;  il  prend  la  forme  d'un  dard  comme 
celui  d'un  chalumeau,  propriété  utilisée,  dans  ces  der- 
nières années,  pour  diriger  l'action  calorifique  de  l'arc 
vers  un  point  déterminé. 

En  1849,  A.  de  la  Rive  observa  la  même  déviation  de  la 
décharge  dans  les  gaz  raréfiés;  il  donna  à  cette  expérience 
une  forme  très  démonstrative,  en  plaçant  dans  l'œuf  élec- 
trique une  tige  de  fer  doux,  que  l'on  aimantait  à  volonté 
à  l'aide  d'une  bobine.  La  tige  de  fer  est  entourée,  sauf  à 
son  extrémité,  d'un  tube  de  verre  qui  l'isole.  L'effluve 
descend  alors  parallèlement  à  l'aimant  et  se  met  à  tourner 
autour  de  lui  lorsqu'il  est  excité. 


CHAP.  IV.  —  DÉCHARGES  DANS  LES  GAZ,  PREMIERE  PÉRIODE.   43 

MM.  Sarasin  et  L.  de  la  Rive  ont  analysé  de  près  le 
phénomène.  Ils  ont  montré  aussi  que  la  nappe  lumineuse 
est  capable  de  produire  des  actions  mécaniques.  Si  l'on 
dispose,  à  l'intérieur  de  l'œuf,  un  moulinet  à  ailettes  très 
mobiles,  on  le  voit  prendre  un  mouvement  giratoire  sous 
l'action  de  celui  que  l'aimant  produit  dans  la  décharge. 

Hittorf  a  étudié  le  même  phénomène  dans  les  gaz  très 
raréfiés.  Il  se  servait,  dans  ce  but,  d'une  ampoule  sphé- 
rique,  dans  laquelle  les  électrodes  débouchaient  à  angle 
droit.  Il  trouva  que  la  lueur  se  déplaçait  sous  l'action  de 
l'aimant,  exactement  suivant  la  loi  de  Laplace. 

17.  Expériences  de  M.  Crookes.  —  C'est  à  M.  Grookes  que 
l'on  attribue  généralement  la  majeure  partie  des  recher- 
ches de  la  première  heure  sur  les  décharges  dans  les  gaz 
sous  très  faible  pression.  La  raison  de  celte  opinion  réside 
dans  le  fait  qu'il  a  donné  à  plusieurs  de  ces  expériences 
une  forme  très  propre  à  frapper  l'imagination,  et  plus  en- 
core peut-être  à  l'idée  théorique  par  laquelle  il  a  cherché 
à  relier  les  faits  qu'il  avait  étudiés  (*). 

Nous  venons  de  voir  qu'un  grand  nombre  des  propriétés 
de  la  décharge  dans  les  gaz  très  raréfiés  avaient  déjà  été 
découvertes  par  Hittorf.  M.  Goldstein,  dont  nous  analyse- 
rons plus  loin  les  travaux,  a  aussi  plusieurs  antériorités 
importantes  sur  M.  Grookes.  Toutefois,  comme,  dans  cette 
période  de  la  plus  grande  production  des  deux  savants 
physiciens,  l'ordre  chronologique  est  assez  difficile  à  éta- 
blir, nous  analyserons  successivement  leurs  travaux  les 
plus  importants. 

(')  W.  Crookes,  On  the  Illumination  oflines  ofmolecular  pressure,  and 
the  Trajectory  of  Molécules  (Proceedings  of  the  Royal  Society,  t.  XXVIII, 
p.  103,  30  novembre  1878.)  L'ensemble  des  expériences  de  M.  Crookes  a  été 
présenté  à  l'Association  Britannique,  en  1879.  La  plupart  de  ses  Mémoires 
ont  été  analysés  dans  le  Journal  de  Physiqucm 


44  SECONDE    PARTIE. 

M.  Crookes  vérifia,  par  un  grand  nombre  d'expériences, 
le  fait  que  la  décharge  s'échappe  de  la  cathode  normale- 
ment à  sa  surface  ;  ainsi,  dans  l'emploi  d'une  électrode 
négative  cylindrique,  la  lueur  qui  frappe  le  verre  [fig.  5) 


se  compose  d'une  nappe  limitée  aux  plans  passant  par 
l'axe  du  cylindre  et  ses  génératrices  extrêmes.  Il  donna  à 
ses  tubes  des  formes  élégantes,  très  propres  aux  démonstra- 
tions publiques,  comme  celle  de  là  fig.  6,  où  les  rayons 
partis  de  a  dessinent  sur  le  fond  c  du  tube  (l'anti-cathode, 
comme  le  nomment  MM.  BenoistetHurmuzescu)  l'ombre  d 
d'une  croix  servant  d'anode. 
M.  Crookes  a  trouvé  que  les  rayons  échappés  de  la  ca- 


CIIAP.  IV.  —  DÉCEIARGES   DANS    LES   GAZ,  PRE.MIÈRE  PÉRIODE.      45 

thode  transportent  une  notable  quantité  d'énergie,  qu'ils 
perdent  en  partie  en  frappant  les  obstacles.  Ils  sont  sus- 
ceptibles de  produire  une  forte  élévation  de  température, 
qui,  dans  le  cas  où  leur  foyer  est  de  peu  d'étendue,  est 
suffisante  pour  fondre  du  platine.  Les  foyers  qui  se  forment 


Fi-.  6. 


sur  la  surface  du  verre  le  ramollissent  et  mettent  le  tube 
rapidement  hors  d'usage. 

La  décharge  produit  directement  une  action  méca- 
nique ;  elle  met  en  marche  un  moulinet  porté  sur  deux 
paliers  de  verre  [fig.l],  et  fait  même  tourner  par  réac- 
tion un  moulinet  à  axe  vertical,  par  les  ailettes  duquel 
s'échappe  la  décharge  négative;  il  suffit  pour  cela  qu'elles 
présentent  une  certaine  courbure,  ou  qu'une  de  leurs 
faces  soit  isolante. 

Les  études  spectroscopiques  exécutées  par  M.  Crookes  à 
l'aide  de  tubes  à  vide  sont  aussi  fort  importantes.  La  ma- 
tière qui  reçoit  les  rayons  partis  de  la  cathode  donne  en 
général  un  spectre  continu  avec  quelques  raies  plus  bril- 
lantes ;  parfois,  il  est  franchement  discontinu. 

Les  effets  lumineux  découverts  par  M.   Crookes  sont 


46  SECONDE    PARtiE. 

parmi  les  plus  frappants  qu'il  ait  constatés.  Dirigeant  la 
décharge  négative  sur  un  certain  nombre  de  corps  phos- 
phorescents, des  sulfures  alcalino-terreux,  des  cristaux, 
tels  que  le  rubis  ou  le  diamant,  il  leur  communiqua  un 
vif  éclat  indépendant  du  reste  de  leur  température. 
C'est  dans  la  direction  de  ces  dernières  expériences  que 

Fig.  7. 


M.  Tesla  et,  après  lui,  plusieurs  physiciens  ont  cherché  la 
solution  pratique  de  l'éclairage  rationnel,  par  la  produc- 
tion d'ondes  uniquement  lumineuses.  A  l'aide  d'appareils 
spécialement  étudiés  en  vue  d'un  grand  rendement,  M.  Tesla 
a  fait  entrevoir  la  possibilité  d'obtenir,  par  les  procédés 
de  M.  Grookes,  une  lumière  parfaitement  appropriée  aux 
besoins  de  l'éclairage. 

18.  Idées  de  M.  Crookes.  —  Gomme  nous  venons  de  le 
dire,  les  recherches  de  M.  Grookes  ont  été  guidées  par  une 
théorie  précise,  devenue  rapidement  populaire  sous  le  nom 
de  Théorie  du  bombardement. 

L'éminent  physicien  pense  que,  dans  le  vide  très  poussé 
qu'il  obtient  dans  ses  tubes,  les  molécules  gazeuses  pos- 
sèdent un  degré  de  liberté  suffisant  pour  que  l'on  puisse 
les  envisager  comme  complètement  indépendantes  les 
unes  des  autres.  Le  vide  parfait  est  isolant,  comme  l'avait 


CHAP.  IV.  —  DÉCHARGES  DANS  LES  GAZ,  PREMIÈRE  PÉRIODE.   47 

déjà  démontré  Masson;  les  recherches  les  plus  récentes 
n'ont  pu,  du  reste,  que  confirmer  ce  résultat  déjà  ancien; 
et,  puisque  la  présence  d'une  petite  quantité  de  matière 
est  nécessaire  à  la  conduction  de  l'électricité,  M.  Grookes 
en  conclut  que  cette  matière  en  est  le  support,  et  que  la 
déperdition  de  l'électricité  à  la  cathode  est  convective.  Les 
molécules  gazeuses  sont  attirées  par  l'électrode,  se  chargent 
et  sont  repoussées.  L'élévation  de  température  qui  se  pro- 
duit au  foyer  de  l'électrode  est  due  au  choc  des  particules, 
qui  perdent,  au  contact,  une  partie  de  leur  énergie  ciné  tique. 

La  déviation  par  l'aimant  achève  de  corroborer  cette 
théorie;  on  sait,  en  effet,  qu'un  corps  électrisé,  animé  d'un 
mouvement  rapide,  agit  comme  un  courant,  et  se  comporte 
de  même  sous  l'action  d'un  aimant. 

M.  Grookes  a  exposé  ses  idées  dans  une  lettre  adressée  à 
sir  (j.-G.  Stokes,  alors  secrétaire  de  la  Société  Royale  de 
Londres.  Il  nous  semble  intéressant  d'en  transcrire  les 
passages  les  plus  saillants  (*)  : 

«  Gonsidérons  une  molécule  isolée  dans  l'espace.  Est-elle 
solide,  liquide  ou  gazeuse?  Solide,  elle  ne  peut  pas  l'être, 
parce  que  l'idée  de  solidité  entraîne  certaines  propriétés 
qui  n'existent  pas  dans  la  molécule  isolée  (^).  En  réalité, 
une  molécule  seule  est  une  entité  inconcevable,  soit  que 
nous  essayions,  comme  Newton,  de  nous  la  représenter 
comme  un  corpuscule  sphérique  dur,  soit  que  nous  la 
considérions  avec  Boscovich  et  Faraday  comme  un  centre 


{')  Crookes,  On  a  forth State  ofMatter  (Proc.  Rotj.Soc.,t.  XXX,  p. 469;  1880). 

{')  Cette  assei'tion  de  M.  Crookes  n'est  peut-être  pas  parfaitement  exacte. 
La  théorie  de  l'association  moléculaire,  développée  dans  ces  derniers  temps 
surtout  par  M.  Ramsay,  admet,  au  contraire,  que  la  molécule  isolée  peut 
varier  en  grandeur  et  former  des  conglomérats  plus  ou  moins  complexes  ; 
la  molécule  moyenne  différerait  suivant  la  température  et  l'état  du  corps; 
il  se  peut  que  la  molécule  isolée  conserve  cette  propriété  à  un  degré  atténué  ; 
elle  sera  ainsi,  par  elle-même,  apte  à  former,  avec  d'autres  molécules  de 
même  espèce,  un  corps  solide,  liquide  ou  gazeux. 


48  SECONDE    PARTIE. 

de  force,  soit  enfin  que  nous  adoptions  l'atome  tourbillon 
de  sir  William  Thomson.  Mais,  si  la  molécule  individuelle 
n'est  pas  solide,  a  fortiori  elle  ne  peut  pas  être  considérée 
comme  liquide  ou  gazeuse,  car  ces  deux  états  résultent  de 
chocs  intermoléculaires  plus  encore  que  l'état  solide.  La 
molécule  individuelle  doit,  par  conséquent,  être  classée 
pour  son  propre  compte  dans  une  catégorie  spéciale. 

»  Le  même  raisonnement  s'applique  à  un  nombre  quel- 
conque de  molécules  contiguës,  pourvu  que  leur  mouve- 
ment soit  dirigé  de  sorte  qu'il  ne  se  produise  aucune  col- 
lision. 

»...  Un  souffle  moléculaire  peut  toujours  être  envisagé 
comme  le  résultat  du  mouvement  de  molécules  isolées,  de 
la  môme  manière  que  la  décharge  d'une  mitrailleuse  con- 
siste en  projectiles  séparés. 

»  La  matière,  dans  son  quatrième  état,  est  le  résultat 
ultime  de  l'expansion  des  gaz  ;  en  raison  de  l'extrême  ra- 
réfaction, la  trajectoire  libre  des  molécules  est  allongée  au 
point  que  les  chocs  deviennent  négligeables  en  comparai- 
son du  parcours  total,  et  la  plupart  des  molécules  peuvent 
alors  suivre  leur  propre  mouvement  sans  être  dérangées; 
si  le  chemin  moyen  est  comparable  aux  dimensions  du 
vase,  les  propriétés  qui  constituent  l'état  gazeux  sont  ré- 
duites à  un  minimum  et  la  matière  atteint  l'état  ultra- 
gazeux. 

»  Mais  le  même  état  de  choses  peut  être  obtenu  si,  par 
un  moyen  quelconque,  nous  isolons  une  quantité  limitée 
de  gaz  et  si,  par  une  force  extérieure,  nous  introduisons 
de  l'ordre  dans  les  mouvements  apparemment  désordon- 
nés des  molécules  dans  toutes  les  directions.  » 

19.  Expériences  de  M.  Goldstein.  Ses  objections.  —  Les 

premières  publications  de  M.  Goldstein  sur  le  sujet  qui 


ClIAP.   n.   —    DÉCHARGES    DANS    LES    GAZ,    PREMIÈRE    PÉRIODE      A9 

nous  occupe  datent  de  1871  ;  il  est  revenu  à  plusieurs 
reprises  sur  la  question  des  décharges  dans  les  gaz  très 
raréfiés,  notamment  en  1876,  avant  les  premières  publica- 
tions de  M.  Crookes  dont  il  combattit  les  conclusions  dans 
des  travaux  ultérieurs  (  ^  ) . 

M.  Goldstein  a  résumé  ses  premières  recherches  dans 
une  série  de  propositions  dont  voici  les  principales  : 

La  production  de  la  lumière  par  les  rayons  électriques  partis 
du  pôle  négatif  dans  un  gaz  très  raréfié  n'a  lieu  que  lorsque 
ce  rayon  rencontre  un  obstacle  solide. 

Cette  lumière  ne  se  produit  que.  lorsque  le  rayon  est  inter- 
cepté par  V  obstacle. 

Ainsi,  un  écran  phosphorescent  introduit  dans  le  pin- 
ceau des  rayons  parallèlement  à  sa  propagation  ne  donne 
aucune  lueur  appréciable. 

La  cause  de  la  production  de  la  lumière  est  purement 
optique  [-]. 

Cette  conclusion  est  déduite  de  l'identité  de  couleur  que 
prennent  les  corps  les  plus  divers  soumis  au  «  rayon 
électrique  »  et  à  la  lumière  du  soleil  ou  aune  source  quel- 
conque riche  en  radiations  ultra-violettes. 

Le  caractère  optique  de  ces  radiations  est  confirmé, 
suivant  M.  Goldstein,  par  leur  action  pholochimique  ;  ils 
noircissent  le  papier  photographique,  et  agissent  de  même 
sur  le  bichromate  de  potasse,  le  chlorure  d'argent  et  l'oxa- 
late  de  fer. 


(')  Voir,  en  particulier,  le  Mémoire  d'ensemble  de  M.  Goldstein,  inséré 
dans  les  Monulsberichte  de  l'Académie  de  Berlin  (janvier  1880). 

C-]  N'oublions  pas  que  le  Mémoire  de  M.  Goldstein  a  été  écrit  avant  que  la 
théorie  électromagnétique  de  la  lumière  fût  populaire.  Le  mot  «  optique  n 
est  employé  ici  dans  un  sens  restreint. 

G.  4 


50  SECONDK     l'ARTlE. 

La  transformation  de  l'extrémité  des  rayons  se  produit  non 
seulement  lorsqu'ils  frappent  la  paroi  fluorescente,  mais  en 
quelque  endroit  qu'ils  rencontrent  une  substance  solide. 

Ainsi,  le  quartz  ou  le  mica,  qui  ne  s'illuminent  pas  sous 
l'action  des  rayons,  rendent  lumineux,  par  leur  radiation, 
les  corps  phosphorescents  placés  dans  leur  voisinage,  dès 
qu'ils  coupent  un  faisceau  de  rayons  électriques. 

Enfin,  en  ce  qui  concerne  la  nature  optique  du  phéno- 
mène :  «  //  n'est  pas  douteux  que,  avec  la  lumière  positive  ou 
la  lumière  négative,  nous  avons  affaire  à  une  transformation 
de  radiations  très  réfrangibles  dont  les  vibrations  sont  chan- 
gées en  vibrations  plus  lentes,  comme  dans  le  phénomène  de  la 
phosphorescence  et  de  la  fluorescence.  Des  expériences  anté- 
rieures ayant  montré  que  l'éclat  des  corps  solides  excé- 
dait la  durée  de  l'excitation,  j'ai  été  conduit  à  admettre 
que  les  apparences  observées  étaient  dues  au  premier  de 
ces  phénomènes,  et  non  au  second,  comme  je  l'avais  dit 
d'abord.  Parmi  les  nombreuses  substances  soumises  à 
l'expérience,  il  n'en  est  aucune  qui  se  soit  montrée  trans- 
parente aux  radiations  électriques,  même  sous  une  épais- 
seur aussi  faible  que  possible.  Ni  des  lames  très  minces  de 
verre,  ni  des  lames  de  spath  ou  de  quartz,  que  M.  Mascart 
a  trouvées  si  transparentes  pour  les  radiations  très  réfran- 
gibles, n'ont  laissé  passer  la  moindre  trace  de  ces  rayons. 

»  La  paroi  d'un  tube  qui  montrait  une  vive  phospho- 
rescence sous  l'action  des  rayons  fut  recouverte  de  collo- 
dion  à  l'aide  d'une  goutte  d'une  solution  éthérée  très 
étendue.  Même  cette  couche,  dont  l'épaisseur  ne  dépas- 
sait pas  quelques  centièmes  de  millimètre,  projetait  sur 
le  verre  une  ombre  noire  comme  de  l'encre,  tout  comme  si 
elle  avait  été  formée  d'une  substance  métallique  opaque. 
Sans  qu'il  me  soit  possible  de  donner  des  valeurs  numé- 


CII.\l>.   IV.   —  DÉCllARGKS   DANS   LES   GAZ,   PREMIÈRE   PÉRIODE.       51 

riques,  on  peut  conclure  de  ces  expériences  que  la  limite 
des  radiations  éthérées  que  l'on  peut  qualifier  de  lumière 
est  au-dessous  de  celle  qu'avait  déjà  indiquée  M.  Fizeau.  » 

On  comprendra  sans  peine  le  grand  intérêt  que  pré- 
sentent les  expériences  de  M.  Goldstein.  Ces  propriétés  de 
la  lumière  cathodique,  qui  sont  traitées  souvent  dans  son 
Mémoire  au  point  de  vue  purement  descriptif,  deviennent 
très  caractéristiques,  considérées  avec  nos  idées  actuelles. 
On  conviendra  qu'il  a  frôlé  de  près  la  découverte  toute 
moderne  des  applications  pratiques  de  ces  radiations. 

Déjà  en  1876,  M.  Goldstein  avait  étudié  les  ombres  por- 
tées par  les  obstacles  situés  sur  le  trajet  des  rayons,  et 
montré  que,  si  ces  écrans  sont  reliés  à  la  terre  ou  à  la 
cathode  par  un  fil  de  très  forte  résistance,  leur  ombre  s'é- 
largit; il  attribue  ce  phénomène  à  la  répulsion  qu'exerce 
la  cathode  sur  les  rayons  cathodiques. 

Dans  un  Mémoire  d'ensemble  publié  postérieurement  à 
ceux  de  M.  Crookes,  M.  Goldstein  apporte  de  nombreuses 
expériences  dont  le  résultat  semble  nettement  opposé  aux 
idées  du  physicien  anglais.  Nous  retiendrons  deux  argu- 
ments particulièrement  importants  ;  le  premier  est  tiré  de 
la  théorie  des  gaz.  Dans  un  tube  de  OO*^'"  de  longueur,  dans 
lequel  la  pression  est  de  l'ordre  du  centième  de  millimètre, 
la  paroi  anticathodique  brille  encore  d'un  vif  éclat.  La 
théorie  cinétique  enseigne  que  le  chemin  moyen  des  mo- 
lécules dans  le  tube  en  question  était  d'environ  6""".  Le 
bombardement  se  serait  donc  propagé  à  une  distance 
150  fois  plus  grande  que  le  parcours  libre  moyen.  Or,  la 
probabilité  qu'une  seule  molécule  traverse  cet  espace  est 
de  l'ordre  de  10"*^^;  elle  est  pratiquement  nulle,  si  grand 
que  soit  le  nombre  des  molécules  contenues  dans  le  tube. 
C'est   probablement    à    cette    objection    que    répondait 


52  SECO.NDK    l'AUTIE. 

M.  Crookes  dans  la  lettre  dont  nous  avons  donné  quelques 
extraits,  lorsqu'il  disait  que  l'on  peut  produire  artificiel- 
lement un  état  semblable  à  celui  des  molécules  isolées 
en  donnant  au  mouvement  moléculaire  une  direction  dé- 
terminée. 

M.  Goldstein  conteste,  du  reste,  la  généralité  du  fait 
indiqué  par  M.  Crookes,  que  les  rayons  s'échappent  tou- 
jours normalement  à  la  cathode.  On  peut,  en  effet,  déplacer 
le  foyer  d'une  cathode  en  forme  de  calotte  sphérique,  en 
intercalant  des  étincelles  dans  le  circuit  extérieur. 

Un  autre  argument  de  M.  Goldstein  est  tiré  du  fait  que  les 
rayons  cathodiques  ne  présentent  pas  à  un  degré  appré- 
ciable le  phénomène  de  Doppler,  c'est-à-dire  le  déplacement 
des  raies  spectrales  qui  est  une  conséquence  nécessaire  du 
mouvement  des  corps  lumineux.  Lord  Kelvin  (^)  a  répondu 
beaucoup  plus  tard  à  cette  objection  par  un  calcul  appro- 
ché, d'où  il  conclut  que  la  vitesse  des  particules  gazeuses, 
dans  l'hypothèse  de  Crookes,  est  trop  faible  pour  donner 
lieu  à  un  déplacement  mesurable. 

Des  expériences,  sur  lesquelles  nous  reviendrons,  ont 
montré  que  le  calcul  de  lord  Kelvin,  basé  sur  l'estimation 
de  l'énergie  perdue  par  les  rayons  sur  les  parois  du  tube, 
est  certainement  erroné  ;  il  avait  fait  entrer  dans  ce  calcul 
la  masse  entière  du  gaz  contenu  dans  le  tube  ;  nous  verrons, 
au  contraire  (21),  que  le  rayon  cathodique  ne  forme  qu'une' 
faible  partie  de  la  décharge  ;  les  vitesses  réelles  des  rayons 
sont  ainsi  très  supérieures  à  celles  que  l'illustre  physicien 
avait  admises;  nous  verrons  toutefois  que  la  critique  de 
M.  Goldstein  n'est  pas  sans  réplique.  Pour  le  moment,  nous 
abandonnerons  la  discussion  pour  la  reprendre  lorsque 


C)  On  the  velocity  of  Crookes'  cathode  slreo.m  {Proceedings  of  the  Royal 
Society,  t.  LU,  p.  331;  1892). 


CHAI'.   IV.  —   DÉCHARGES    DANS    LES   GAZ,  PREMIÈRE   PÉRIODE.      53 

nous  aurons  décrit  d'autres  phénomènes  découverts  ulté- 
rieurement. 

M.  Goldstein  est  revenu  fréquemment  à  ses  études  sur 
le  phénomène  cathodique.  Il  a  vérifié,  dans  un  nouveau 
travail,  la  diffusion  des  rayons  frappant  une  surface  quel- 
conque, conductrice  ou  isolante,  faisant  ou  non  partie  d'un 
circuit  électrique;  il  a  montré  que,  dans  tous  les  cas,  ces 
rayons  réfléchis  sont  susceptibles  de  produire  de  la  phos- 
phorescence sur  les  corps  qu'ils  frappent  (^).  Toutefois,  on 
voit,  d'après  le  titre  du  Mémoire  de  M.  Goldstein,  qu'il  con- 
sidérait le  phénomène  comme  une  simple  réflexion  diffuse, 
et  non  comme  une  transformation  de  rayons  d'une  certaine 
espèce  en  une  radiation  d'un  genre  tout  différent. 

Nous  dirons,  en  terminant,  que  M.  Goldstein  (')  a  étudié 
le  phénomène  des  rayons  électriques  en  insérant  dans  un 
tube  cylindrique  une  cathode  qui  le  fermait  exactement 
et  portait  un  certain  nombre  de  petites  ouvertures;  il  a 
trouvé  plusieurs  différences  importantes  entre  les  radia- 
tions du  côté  de  l'anode  et  celles  qui  se  produisaient  dans 
la  partie  opposée  du  tube.  Ces  dernières  ne  sont  pas  déviées 
dans  un  champ  magnétique,  et  n'excitent  pas,  d'une  ma- 
nière appréciable,  la  luminescence  du  verre. 


(')  E.  Goldstein,  Ueber  die  Reflexion  elehtrischer  Strahlen  ( Monatsbe- 
ridite  de  Berlin,  1881,  p.  775). 

(')  Ueler  eine  noch  nicht  untersuchte  Slrahlungsform  an  der  Cathode 
inducirter  Ladung  {Ibid.,  1886,  p.  691  ). 


54  SECONDE    PARTIE. 


CHAPITRE  V. 

LES  DÉCHARGES   DANS  LES   GAZ, 
DEUXIÈME    PÉRIODE. 


20.  Coup  d'œil  sur  la  théorie  des  phénomènes.  —  Dans 

ses  premiers  Mémoires,  Hittorf  s'était  tenu  éloigné  de 
toute  discussion  concernant  la  cause  des  faits  qu'il  avait 
découverts.  Avec  M.  Crookes  et  M.  Goldstein,  la  théorie  se 
dessine  et  la  lutte  commence  aussitôt. 

Les  expériences  ont  montré  que  quelque  chose  part  de  la 
cathode;  le  fait  est  incontestable.  Mais,  là,  les  opinions  se 
hifurquent.  Selon  M.  Crookes,  l'agent  mis  en  mouvement 
est  matériel,  tandis  que,  suivant  M.  Goldstein,  il  est  une 
forme  de  l'énergie.  On  trouve  parfois  un  hon  argument 
pour  l'une  de  ces  deux  opinions,  mais  les  objections  sont 
plus  nombreuses  encore.  Cependant  M.  Crookes  a  une 
bonne  avance.  Son  idée  est  précise,  celle  de  ses  adversaires 
n'est  encore  que  vaguement  dessinée.  La  source  de  ma- 
tière n'est  pas  difficile  à  découvrir  dans  le  tube.  Il  contient 
toujours  un  peu  de  gaz  sans  lequel  le  courant  ne  passe  pas  ; 
et  le  tube  une  fois  excité,  la  cathode  fera  au  besoin  tous 
les  frais  de  l'expérience,  puisque  la  lumière  ultra-violette 
qui  l'entoure  la  pulvérise  abondamment. 

D'autres  faits,  découverts  par  M.  Goldstein,  et  que  nous 
avons  rapportés  dans  le  précédent  Chapitre,  cadrent  moins 


CIIAP.    V.  —    DKCHARGES    DANS    LES   GAZ,   DEUXIÈME  PÉRIODE.      55 

bien  avec  les  idées  de  M.  Crookes.  Nous  allons  voir  les 
difficultés  s'amonceler  autour  d'elles.  L'habile  et  patient 
labeur  de  plusieurs  physiciens  allemands,  parmi  les  plus 
distingués,  les  bat  en  brèche  à  toute  occasion. 

La  théorie  énergétique  du  phénomène  se  précise.  En 
1883,  nous  voyons  apparaître,  dans  un  Mémoire  de  M.  E. 
Wiedemann  (*),  l'hypothèse  que  les  rayons  cathodiques, 
comme  on  les  nommera  désormais,  sont  composés  de  ra- 
diations de  très  faible  longueur  d'onde.  Plus  tard,  M.  Lenard 
vient  à  cette  idée,  qu'il  exprime  d'une  façon  plus  dubita- 
tive, en  disant  que  ces  rayons  se  comportent,  vis-à-vis  de 
la  molécule,  comme  les  radiations  lumineuses  par  rapport 
à  un  milieu  trouble;  il  laisse  ainsi  le  lecteur  compléter  sa 
pensée  en  réduisant  simultanément,  et  dans  la  même  pro- 
portion, la  longueur  d'onde  et  le  milieu  ambiant  à  des  di- 
mensions beaucoup  plus  faibles. 

On  aura  dès  lors  une  nouvelle  base  de  discussion,  et 
la  théorie  énergétique  du  phénomène  pourra,  à  son  tour, 
être  attaquée  sous  une  forme  tangible. 

On  ne  possède  en  réalité  qu'un  argument  bien  positif 
contre  la  théorie  purement  optique  du  phénomène  :  c'est 
la  déviation  des  rayons  cathodiques  par  l'aimant,  mais 
cette  seule  propriété,  complètement  isolée,  suffit  pour 
rendre  cette  théorie  fort  douteuse. 

C'est  en  grande  partie  pour  cela  que  l'on  vient,  timide- 
ment d'abord,  puis  avec  plus  d'insistance,  à  l'idée  de  la 
vibration  longitudinale  de  l'éther;  ici,  le  terrain  est  neuf, 
et  l'on  peut  disposer  encore  d'un  nombre  suffisant  de  coeffi- 
cients pour  donner  à  cette  vibration  plusieurs  des  proprié- 
tés des  rayons  cathodiques. 

C)  E.  Wjedemann,  Ueber  eleclrisclie  Entladungen  in  Gasen  (Annales  de 
Wied.,t.  XX,  p.  7â6;  1883).  —  E.  Wiedemann  et  H.  Ebert,  Electrische 
Entladungen  in  Gasen  und  Flammen  [Ann.  de  Wied.,t.  XXXV,  p.  209;  1888). 


56  SECONDE    PAKTIE. 

Cependant,  dès  le  début,  une  idée  nouvelle  se  fait  jour, 
dont  l'importance  ne  fera  que  grandir. 

M.  J.-J.  Thomson  fonde  la  théorie  de  la  décharge  dans 
le  tube  sur  l'hypothèse  de  la  dissociation  du  gaz  (^). 

L'énergie  du  champ  électrique  est  absorbée  par  les  mo- 
lécules, qui  se  transforment  en  ions  libres,  et  dissipent  les 
charges  électriques.  Les  relations  connues  entre  la  pres- 
sion et  la  dissociation  conduisent  à  penser  que  la  conducti- 
bilité doit  d'abord  augmenter  avec  la  première  dilution  du 
gaz;  puis,  lorsque  les  molécules  existant  dans  le  champ 
ne  suffisent  plus  pour  épuiser  son  énergie,  la  résistance 
augmente  de  nouveau  pour  devenir  infinie  dans  le  vide 
parfait.  Cette  théorie  s'adapte  très  exactement  aux  faits 
d'expérience  les  plus  évidents,  et  suffira  pour  en  expli- 
quer d'autres  d'une  nature  plus  délicate. 

Cette  théorie  de  M.  J.-J.  Thomson  est  bien  d'accord  avec 
une  expérience  relatée  par  Hertz,  d'après  laquelle  la  cha- 
leur développée  dans  les  tubes  à  vide  est  proportionnelle 
à  l'intensité  du  courant,  et  non  à  son  carré.  L'éminent 
professeur  de  Cambridge  pense,  en  effet,  que  le  développe- 
ment de  chaleur  est  dû  à  la  recombinaison  des  ions  disso- 
ciés, dont  le  nombre  est  évidemment  proportionnel  à  l'in- 
tensité du  courant. 

Nous  marquerons  au  passage  plusieurs  faits  d'une  grande 
importance  théorique,  dans  le  résumé  que  nous  allons  es- 
sayer de  donner  des  recherches  de  la  deuxième  période, 
celle  de  la  lutte  entre  les  deux  théories. 

21.  Les  actions  électromagnétiques  et  électrostatiques 
des  rayons  cathodiques;  réciprocité.  —  Dans  les  idées  de 


(')  J.-J.  Thomson,  On  a  theory  of  the  electric  discharge  in  gases  (Pliilo- 
sophical  Magazine,  5°  série,  t.  XV,  p.  427;  1883). 


CIIAP.    V.   —   DLCIIARGI'S    DANS    LES   GAZ,  HEUXIÈME    PÉRIODE.      57 

M.  Grookes,  l'acLion  d'un  champ  magnétique  sur  les  rayons 
cathodiques  est  identique  à  l'effet  Rowland,  dans  lequel 
une  particule  électrisée  animée  d'un  mouvement  rapide 
agit  comme  un  courant  électrique  (3).  Si  tel  est  le  cas,  il 
semble  que  l'action  doive  être  réciproque. 

L'action  inverse  des  rayons  sur  un  aimant  a  été  étudiée 
d'abord  par  Hertz,  à  l'aide  du  dispositif  suivant  (  *  ) .  Dans  un 
tube  cylindrique,  la  cathode  est  percée  en  son  centre,  situé 
sur  l'axe  du  cylindre;  elle  est  traversée  par  un  tube  de 
verre  contenant  le  fil  positif  qui  en  débouche  au  ras  de  la 
cathode.  Dans  ces  conditions,  les  rayons  cathodiques  se 
produisent  comme  à  l'ordinaire,  normalement  à  l'électrode 
négative,  tandis  que,  s'il  existe  un  courant  entre  les  pôles, 
il  est  centré  sur  l'axe  du  tube,  et  se  ferme  complètement 
de  manière  à  n'exercer  aucune  action  magnétique  à  l'exté- 
rieur. Un  petit  aimant,  suspendu  auprès  du  tube,  dans  le 
voisinage  du  passage  des  rayons  cathodiques,  n'éprouve 
aucune  action  mesurable,  tandis  qu'il  accuse  immédiate- 
ment une  forte  déviation  si  l'on  prend  comme  anode  un 
fil  situé  dans  la  portion  du  tube  opposée  à  la  cathode. 

Hertz  chercha  ensuite  à  déterminer  la  marche  du  cou- 
rant dans  un  conducteur  à  deux  dimensions.  H  construisit, 
pour  cela,  un  tube  plat,  sorte  de  caisse,  au-dessus  de  la- 
quelle il  traça  les  lignes  de  courant  à  l'aide  d'un  aimant  très 
court,  presque  astatique,  suspendu  en  un  point  fixe,  tandis 
que  l'on  déplaçait  le  tube  dans  deux  directions  horizon- 
tales. Il  obtint  ainsi  des  courbes  qui  représentaient,  pour 
plusieurs  positions  respectives  des  électrodes,  les  lignes 
de  propagation  de  l'électricité.  Dans  tous  les  cas,  l'anode 
était  placée  latéralement  par  rapport  à  la  cathode,  d'où 


(')   Hertz,  Versuche  ûber  die  GlimmenHadung  (Annales  de  Wiedemann, 
t.  XIX,p.  782;1S83). 


58  SECONDE     PARTIE. 

les  rayons  émergeaient  normalement.  11  trouva  que  les 
lignes  de  propagation  croisent  en  tous  sens  les  rayons,  et 
que  ceux-ci  ne  peuvent  être  envisagés  comme  les  points 
de  passage  du  courant.  Hertz  en  conclut  que  la  déviation 
des  rayons,  qu'il  considère  aussi  comme  dus  à  une  vibra- 
tion, tient  à  une  modification  de  l'espace  dans  lequel  ils  se 
propagent,  et  nullement  à  une  action  directe  de  l'aimant. 

On  contournerait  cette  conclusion  en  admettant  que  les 
rayons  ne  forment  qu'une  petite  partie  de  la  décharge  ; 
remarquons  toutefois  que  le  résultat  de  Hertz  est  en  con- 
tradiction avec  celui  de  Hittorf,  qui  avait  trouvé  dans  les 
tubes  une  résistance  indépendante  de  la  distance  des  élec- 
trodes, dés  que  se  forment  les  rayons  cathodiques  (15). 

D'ailleurs,  suivant  Hertz,  les  rayons  ne  deviennent 
visibles  que  lorsque  le  mouvement  auquel  il  les  attribue 
rencontre  une  substance  quelconque  ;  enfermant,  dans  un 
tube,  une  goutte  de  mercure,  il  la  vaporise  de  façon  à  ar- 
rêter les  rayons  par  un  milieu  gazeux  relativement  dense  ; 
or,  partout  où  les  rayons  rencontrent  la  vapeur,  il  se  dé- 
gage une  vive  lueur  qui  pénètre  seulement  à  une  faible 
profondeur  dans  ce  nouveau  milieu. 

Quelle  peut  être  la  modification  du  milieu  éthéré  invo- 
quée par  Hertz?  Il  a  été  bien  difficile  de  le  dire  jusqu'ici, 
et  c'est  là,  com.me  nous  l'avons  vu,  le  point  vulnérable  de 
la  théorie  énergétique  du  rayon. 

L'action  du  champ  a  été  soumise  à  une  étude  appro- 
fondie par  M.  Lenard;  nous  ne  séparerons  point  cette 
question  de  l'ensemble  de  ses  recherches  sur  les  rayons 
cathodiques,  dont  nous  rendrons  bientôt  compte  (22). 

M.  Crookes  avait  conclu  de  ses  recherches  à  une  répul- 
sion des  rayons  cathodiques  parallèles,  ce  que  l'on  pouvait 
attribuer  à  un  effet  électrostatique  des  particules  électri- 
sées,  supérieur  à  leur  effet  électrodynamique.  Dans  un 


CIIAI>.   V.   —    DikllAllGES    DANS    LES   GAZ,  DEUXIÈME    PÉRIODE.      59 

tube  cylindrique,  muni  à  une  extrémité  de  deux  cathodes, 
M.  Crookes  avait  placé  un  écran  de  mica  percé  de  deux 
fenêtres  s'ouvrant  en  regard  des  cathodes;  l'appareil  était 
monté  de  telle  sorte  que,  lorsqu'on  les  produisait  séparé- 
ment, les  deux  rayons  venaient  couper  l'axe  du  tube  près 
de  l'extrémité  où  se  trouvait  l'anode.  Lorsque,  au  contraire, 
on  actionnait  simultanément  les  deux  cathodes,  les  deux 
rayons  se  redressaient  et  parcouraient  le  tube  parallèle- 
ment à  son  axe. 

MM.  Wiedemann  et  Ebert  (*)  ont  eu  l'idée  de  disposer, 
devant  l'une  des  fenêtres,  un  petit  volet  que  l'on  pouvait 
ouvrir  ou  fermer  à  volonté  [fig.  8).  L'expérience  montra 

Fig.  8. 


/■' 


que  le  rayon  passant  par  la  fenêtre  f  n'était  nullement 
influencé  par  le  passage  de  l'autre  rayon.  Que  la  fenêtre  f 
fût  ouverte  ou  fermée,  sa  direction  ne  dépendait  que  de 
l'excitation  de  la  deuxième  cathode  G.  On  serait  en  droit 
d'en  conclure  que  la  répulsion  des  rayons  n'existe  pas  à 
un  degré  appréciable,  et  que  le  phénomène  se  borne  à  une 
réaction  exercée  par  la  cathode  sur  un  rayon  quelconque, 
émané  d'elle-même  ou  d'une  autre  électrode  négative. 
Sous  cette  forme,  le  phénomène  avait  déjà  été  décrit  par 
M.  Goldstein  (19). 

Cependant,  certaines  expériences  anciennes  conduisent 
à  penser  qu'il  ne  faudrait  pas  donner  au  résultat  de 
MM.  Wiedemann  et  Ebert  une  valeur  trop  absolue.  Si  les 


(')  E.  Wiedemann  et  H.  Ebert,  Ueber  die  angebliche  Abstossung  paral- 
leler  Kathodenstrahlen  {Annales  de  Wiedemann,  t.  XhYI,  p.  158;  1892). 


60  SECONDE     PAlirii;. 

rayons  cathodiques  n'exerçaient  les  uns  sur  les  autres 
aucune  action  réciproque,  ceux  qui  émanent  d'une  cathode 
en  forme  de  calotte  sphérique  devraient  converger  en  un 
point  et  diverger  ensuite,  de  façon  à  donner  en  quelque 
sorte  une  image  renversée  de  la  cathode.  Au  contraire, 
M.  L.  Weher  a  montré,  en  1880,  qu'un  écran  placé  sur  le 
trajet  des  rayons,  au  voisinage  de  la  cathode,  donne,  sur 
la  paroi  opposée,  son  ombre  redressée.  Il  semble  en  résul- 
ter que  les  rayons  forment  un  simple  faisceau  fortement 
étranglé,  mais  qui  diverge  sans  qu'il  se  produise  un  croi- 
sement (^). 

22.  Les  expériences  de  M.  Lenard  (-).  —  Les  expériences 
exécutées  à  Bonn  parM.Ph.  Lenard  forment  l'ensemble  le 
plus  important  de  recherches  de  la  seconde  période.  Un 
nouveau  moyen  d'investigation  avait  été  découvert  par 
Hertz;  alors  que  M.  Goldstein avait  cru  pouvoir  conclure  de 
ses  recherches  que  les  corps,  sous  la  plus  faible  épaisseur, 
étaient  opaques  aux  rayons  cathodiques.  Hertz  reconnut 
que  ces  derniers  traversent  des  épaisseurs  appréciables  de 
divers  métaux  (^).  Ainsi,  un  morceau  de  verre  d'urane,  re- 
couvert, du  côté  de  la  cathode,  par  une  feuille  d'or,  présente 
les  phénomènes  de  phosphorescence  avec  une  intensité  au 
moins  égale  à  celle  qu'on  observe  sans  la  feuille  d'or  ;  les 
rayons  cathodiques  peuvent,  en  effet,  n'être  que  très  peu 


(')  L.  Webër,  Bemerhungen  zu  den  Croohes'schen  Versuchen  {CarCs 
Repertorium,  t.  XVI,  p.  240;  1880). 

(*)  Ph.  Lenard,  Ueber  Kathodenstrahlen  von  atmosphârischem.  Druch. 
und  im  àussersten  Vacuum  {Annales  de  Wiedemann,  t.  LI,  p.  225;  1894).  — 
Ueber  die  magnetische  Ablenhung  der  Kathodenstrahlen  (Ibid.,  t.  LU,  p.  23  ; 
1894).  —  Ueber  die  Absorption  der  Kathodenstrahlen  {Ibid.,  t.  LVI,  p.  255,- 
1895).  —  Voir  aussi  l'analyse  que  nous  avons  donnée  des  travaux  de  M.  Le- 
nard dans  la  Nature  (n°  1104;  28  juillet  1894). 

(')  H.  Hertz,  Ueber  den  Durchgang  der  Kathodenstrahlen  durch  dûnne 
Metallschichten  {Annales  de  Wiedemann,  t.  XLV,  p.  28;  1892). 


CHAP.  V.    —    DÉCHARGES   DANS    LES   GAZ,  DEUXIÈME   PÉRIODE.      61 

affaiblis  au  passage  du  métal,  tandis  que  la  lumière 
engendrée  dans  le  verre  s'y  réfléchit  en  majeure  partie  et 
produit  un  renforcement  de  l'éclat.  De  petits  fragments  de 
mica  collés  sur  la  feuille  d'or  projettent  une  ombre  intense, 
mais  qui  se  diffuse  dans  le  verre. 

MM.  Wiedemann  et  Ebert  (*  )  avaient  reconnu,  à  la  même 
époque,  la  transparence,  pour  les  rayons  cathodiques,  d'un 
dépôt  de  platine  formé  à  l'intérieur  de  l'ampoule  et  com- 
plètement opaque  à  la  lumière. 

Cette  découverte  de  la  perméabilité  de  minces  feuilles  de 
métal  pour  les  rayons  cathodiques  permit  à  M.  Lenard  de 

Fig.  9. 


séparer  entièrement  l'étude  des  rayons  des  conditions  de 
leur  production.  Fermant  un  tube  par  un  septum  métal- 
lique, il  en  fit  sortir  les  rayons  cathodiques,  qu'il  put  étu- 
dier dans  divers  milieux,  tandis  que,  jusque-là,  ils  étaient 
liés  à  un  espace  fortement  évacué. 
La  fig.  9  représente  le  premier  appareil  de  M.  Lenard. 


(M  E.  Wiedemann  et  II.  Ebert,   Ueber  electrische  Entladungen  [Société 
physico-médicale  d'Erlangen,  14  décembre  1891). 


(32  SECONDE    PAUÏIE. 

La  cathode  circulaire  G  est  placée  dans  l'axe  du  tube  ; 
l'anode  est  composée  d'un  cylindre  A,  centré  de  même  sur 
le  tube  ;  elle  est  située  en  retrait  de  la  cathode.  Le  tube  T 
lui-même  n'est  plus  scellé,  comme  dans  les  précédentes 
recherches  ;  il  est  fermé  par  une  armature  percée  en  son 
centre  d'une  fenêtre  F  de  l""",?  de  diamètre,  sur  laquelle 
on  a  collé  une  feuille  d'aluminium  de  3!^  d'épaisseur.  Une 
capsule  disposée  à  l'intérieur  de  l'armature  protège  la 
fenêtre  contre  les  actions  électrostatiques  ;  l'appareil  entier 
est  enfermé  dans  une  caisse  en  métal  E,  en  contact  avec 
l'armature,  et  mise  à  la  terre. 

Avec  ce  dispositif,  il  est  aisé  de  reconnaître  que  les 
rayons  sortent  du  tube  par  la  fenêtre  et  se  répandent  dans 
l'atmosphère,  où  leur  présence  se  révèle  par  les  actions 
phosphorescentes  déjà  connues  (^),  et  par  plusieurs  autres 
qu'il  est  désormais  aisé  de  découvrir. 

Pour  l'étude  optique  du  parcours  des  rayons,  M.  Lenard 
se  sert  d'un  écran  de  papier  de  soie  enduit  de  pentadécyl- 
paratolylcétone;  ce  sel  donne  une  belle  luminescence  verte 
sans  résidus  appréciables;  l'écran  permet  de  reconnaître 
que  les  rayons  se  répandent  dans  l'air  à  plusieurs  centi- 
mètres de  la  fenêtre,  en  une  radiation  fortement  diffusée. 
Un  grand  nombre  d'autres  corps  deviennent  lumineux 
dans  les  mêmes  conditions,  et  les  expériences,  qui  peuvent 
maintenant  s'étendre  aux  liquides,  montrent  la  belle  lumi- 
nescence bleue  du  pétrole. 

Les  actions  photographiques  des  rayons,  que  M.  Gold- 
stein  avait  déjà  reconnues,  se  révèlent  très  énergiques;  à 
une  petite  distance  de  la  fenêtre,  le  papier  sensible  se 
noircit  comme  à  la  lumière  d'un  soleil  légèrement  voilé. 


(')  La  fenêtre  eUe-même  devient  luminescente,  dès  qu'il  s'est  formé  un 
peu  d'alumine  à  sa  surface. 


C1IA1>.    V.    —    DÉCHARGES    DANS    LES    GAZ,   DEUXIEME    PÉRIODE.       G3 

Le  Pxouveau  dispositif  permet  enfm  à  M.  Lenard  de  décou- 
vrir une  action  encore  inconnue  des  rayons  :  le  pouvoir  de 
décharger  rapidement  les  corps  électrisés.  Un  électroscope 
placé  dans  le  voisinage  de  la  fenêtre  se  décharge  instanta- 
nément, et  l'action  est  encore  sensible  à  SO'^"'  de  l'appareil. 

Le  procédé  d'investigation  employé  de  préférence  par 
M.  Lenard  était  le  procédé  optique;  moins  sensible  peut- 
être  que  les  deux  autres,  il  présente  l'avantage  d'être  in- 
stantané. On  observe,  en  effet,  que,  sous  l'action  des  dé- 
charges, les  tubes  se  modifient  en  un  temps  plus  ou  moins 
long,  et  il  est  indispensable,  pour  les  mesures  comparatives, 
de  se  servir  d'un  tube  non  altéré.  Dans  les  expériences  de 
mesure,  M.  Lenard  n'opérait  que  pendant  quelques  se- 
condes, ce  qui,  joint  à  l'exiguïté  de  sa  fenêtre,  l'a  empêché 
de  constater  les  effets  surprenants  découverts  plus  tard  par 
M.  Rôntgen. 

M.  Lenard  recommande  aussi  de  mettre,  en  dérivation 
sur  le  tube,  un  excitateur  à  étincelles,  qui  permet  de  con- 
trôler le  degré  d'évacuation  par  la  distance  explosive.  Les 
meilleurs  résultats  ont  été  obtenus  lorsque  cette  distance 
était  de  3'™.  D'ailleurs,  le  tube  n'était  jamais  séparé  de  la 
pompe  à  mercure,  de  telle  sorte  que  l'on  pouvait  revenir 
aux  conditions  initiales  après  chaque  série  d'expériences. 

L'emploi  de  l'écran  luminescent  exige  certaines  précau- 
tions. S'il  n'est  pas  protégé,  du  côté  du  tube,  par  un  corps 
opaque,  la  phosphorescence  de  l'air,  que  l'on  observe  à 
travers  le  papier  de  soie,  fausse  le  résultat.  C'est  pourquoi 
M.  Lenard  recouvrait  son  écran,  vers  l'arrivée  des  rayons, 
d'une  mince  feuille  d'aluminium  complètement  opaque  à 
la  lumière  ordinaire.  Il  attribue  à  cette  précaution  la  pré- 
cision de  ses  résultats. 

Nous  avons  vu  que  M.  Goldstein  avait  trouvé  complète- 
ment opaque  aux  rayons  cathodiques  une  mince  pellicule 


G4 


SECONDE    PAHTIE. 


de  collodion.  M.  Lenard  pense  que  ce  résultat  négatif  est 
attribuable  à  l'abondance  de  la  lumière  dans  le  tube,  qui 
masquait  les  faibles  radiations  émanées  du  verre  à  l'abri 
du  collodion. 

Outre  l'appareil  que  nous  venons  de  décrire,  M.  Lenard 
a  construit  deux  autres  tubes  pour  l'observation  des  rayons 
dans  des  milieux  divers. 

L'un  d'eux,  U  [fig.  10),  destiné  aux  observations  dans  un 
vide  très  parfait,  portait  des  électrodes  BB  servant  à  contrô- 


ler la  pression  par  la  résistance  du  gaz  restant  dans  le 
tube.  Il  fut  mastiqué  en  regard  de  la  fenêtre  du  tube  pro- 
ducteur, et  permit  de  déterminer  les  lois  de  la  propagation 
des  rayons  dans  des  conditions  absolument  indépendantes 
de  leur  nature. 

Muni  de  ces  appareils ^  M.  Lenard  a  d'abord  étudié  l'ab- 
sorption des  rayons  dans  divers  gaz;  il  put  constater  qu'ils 
se  propagent  dans  le  vide  aussi  parfait  que  puissent  le  pro- 
duire les  trompes  à  mercure,  en  prenant  la  précaution  de 
condenser  encore  les  vapeurs  mercurielles  par  un  mélange 
réfrigérant.  Dans  ces  conditions,  la  production  des  rayons 


CHAP.  V.  —  DÉCHARGES  DANS  LES  GAZ,  DEUXIEME  PÉRIODE.   65 

est  impossible,  et  M.  Lenard  en  conclut  qu'ils  sont  com- 
plètement indépendants  de  la  matière  gazeuse,  puisqu'ils 
peuvent  en  être  séparés. 

La  tache  luminescente  D  était  encore  parfaitement  nette 
à  plus  de  1™  de  la  fenêtre,  et  correspondait  exactement  à  la 
projection  de  l'ouverture  de  l'écran,  la  fenêtre  étant  le 
point  d'émission. 

Voici  quelques-uns  des  résultats  de  M.  Lenard,  pour  des 
rayons  de  même  nature  (^)  : 

Pression.      Pouvoir  Masse  _     ..     . 

mm        absorbant,     spécifique.  uuoiient. 

Hydrogène 3,30           0,00149      0,368]  4040 

Air 0,78           0,00416      1,25  10-^      3330 

Hydrogène 760    »           0,476  84,9  )             5610 

Air 760    »           3,42           1,23  ;  2780 

Anhydride  sulfureux..  760    »           8,51           2,71  (  3110 

Gollodion 3310                1,10  3010 

Papier 2690                 1 ,  30  2070 

Verre 7810                2,47  3160 

Aluminium 7150                2,70  2650 

Mica 7250                2,80  2590 

Feuille  de  clinquant..  23800                8,90  2670 

Argent 32200  10,5  3070 

Or 55600  19,3  2880 

Moyenne 3200 

Les  nombres  de  la  dernière  colonne  sont  remarquable- 


('  )  Soit  io  l'intensité  des  rayons  dans  un  milieu  non  absorbant  à  une  dis- 
tance 1  de  la  source.  Dans  un  milieu  absorbant,  l'intensité  à  la  distance  r 
sera 


M.  Lenard  déterminait  la  distance  R  pour  laquelle  l'intensité  I  donnait 

i 
une  luminescence  percei^tible.  La  quantité  ^  étant  considérée  comme  con- 
stante, on  l'élimine  à  l'aide  de  l'équation  relative  au  vide 

T   }o_ 

On  trouve  alors  a,  en  cm  ~  * ,  l^s  longueurs  étant  exprimées  en  centimètres . 
G.  5 


66  SECONDE    PARTIE. 

ment  concordants,  étant  donnée  surtout  l'incertitude  iné- 
vitable des  observations.  L'hydrogène  seul  possède  un 
pouvoir  absorbant  relatif  plus  grand  que  les  autres  corps 
examinés  par  M.  Lenard.  A  cette  exception  près,  on  peut  dire, 
avec  une  assez  grande  approximation,  que  le  pouvoir  absor- 
bant des  corps  pour  ces  rayons,  que  nous  nommerons  encore 
cathodiques,  est  proportionnel  à  leur  masse  spécifique. 

FiR.  H. 


L'action  du  champ  magnétique  a  donné  lieu  à  des  obser- 
vations non  moins  intéressantes.  Dans  l'appareil  qui  a 
servi  à  ces  recherches  [fig.  11  ),  le  rayon,  à  sa  sortie  de  la 
fenêtre,  était  limité  dans  le  tube  U  par  deux  écrans  suc- 
cessifs, et  traversait  le  champ  magnétique  après  son  passage 
à  travers  l'ouverture  du  second.  Les  mesures  préliminaires 
sur  la  tache  lumineuse  M  ont  été  faites  à  l'aide  de  l'appareil 
que  représente  notre  figure  ;  dans  des  recherches  plus 
précises,  le  récepteur  était  placé  contre  l'une  des  parois  du 
tube,  et  portait  une  échelle  divisée. 

Ldi,  fig.  12,  reproduite  en  fac-similé  d'après  le  Mémoire  de 


CHAP.  V.  —  DÉCHARGES  DANS  LES  GAZ,  DEUXIÈME  PÉRIODE.   67 

M.  Lenard,  représente  quelques-unes  de  ses  observations. 
On  voit,  dans  la  colonne  de  gauche,  A,  une  série  de  taches 
produites  sur  le  récepteur  par  des  rayons  non  déviés.  Au 
centre  d'un  halo  diffus,  se  distingue  un  contour  parfaite- 
ment limité,  à  l'intérieur  duquel  la  lumière,  rendue  ici  en 

Fig.  12. 

P^    :       ->       r":  ;.   .TiHS^^Èa^pfpîçZï^J?^^  -     ':    '    ■  ■      d 


noir,  est  particulièrement  intense  et  à  peu  près  uniforme. 
Deux  de  ces  taches  n'ont  aucun  halo. 

La  seconde  colonne,  B,  montre  le  phénomène  après  le 
passage  des  rayons  dans  le  champ  magnétique.  Ces  taches 
présentent  une  particularité  remarquable.  Le  halo  seul  est 
dévié,  la  lumière  nettement  délimitée  n'est  pas  affectée 
paril'aimant.  Parfois,  la  lumière  diffuse  se  sépare  entière- 
ment de  la  tache;  on  peut  même  la  faire  apparaître  là  où 
rien  ne  la  décelait  dans  l'image  non  déviée. 

M.  Lenard  conclut  de  ces  expériences  que  la  diffusion  et 


68  SECONDE    PARTIE. 

la  déviation  sont  deux  propriétés  communes  aux  mêmes 
rayons,  et  que  ceux-ci  peuvent  les  posséder  à  des  degrés 
très  divers.  Il  semble  toutefois  y  avoir  une  démarcation 
bien  tranchée  entre  des  rayons  possédant  ces  deux  pro- 
priétés à  un  degré  quelconque,  et  les  rayons  ne  les  possé- 
dant pas  du  tout.  Nous  discuterons  plus  loin  cette  idée. 

Dans  son  premier  Mémoire,  M.  Lenard  décrit  l'expérience 
suivante,  qui  prend  aujourd'hui  une  grande  importance  : 
une  plaque  sensible  était  disposée  da^is  une  boîte  d'aluminium 
entièrement  fermée  ;  sa  moitié  de  droite  était  couverte  d'une 
mince  feuille  d'aluminium,  sa  moitié  inférieure,  d'une  lame 
de  quartz  de  0™",5,  de  sorte  que  le  quart  inférieur  droit  était 
protégé  par  les  deux  écrans. 

On  put  constater  que  l'aluminium  ne  projetait  qu'une 
ombre  très  faible  ;  le  quartz,  au  contraire,  arrêtait  absolu- 
ment les  rayons;  toutefois,  la  lumière  phosphorescente  de 
l'air  le  traversait,  et  la  plaque  n'était  indemne  que  sous 
les  deux  écrans, 

23.  Les  rayons  de  décharge  ;  expériences  de  M.  E.  Wiede- 
mann.  —  Dans  un  travail  présenté  au  Congrès  de  la  Société 
électrochimique  [^]^  dans  sa  session  de  juin  1895,  M.  Eilhardt 
Wiedemann  décrit  des  expériences  dans  lesquelles  il  a 
été  conduit  à  distinguer,  dans  l'ensemble  des  radiations 
émanées  d'une  étincelle  ou  d'une  cathode,  une  nouvelle 
espèce  de  rayons  doués  de  propriétés  particulières.  Un 
écran  thermoluminescent,  soumis  à  une  chauffe,  préalable 
destinée  à  le  débarrasser  des  dernières  traces  des  modifi- 
cations dues  à  des  travaux  antérieurs,  est  couvert  partiel- 
lement d'une  lame  de  quartz  ou  mieux  encore  d'une  lame 


C)  E.  WiEDEMAN.N',  Uebev  eine  neue,  in  Funhen  und  elehtrischen  Entla- 
dungen,  enthaltene  Art  von  Strahlen  (Entladungsstrahlen)  {Zeitschrift  fur 
Eleklrochemie,  n°  8,  p.  159;  1895). 


GHAP.  V.   —   DÉCHARGES    DANS   LES   GAZ,  DEUXIÈME    PÉRIODE.      69 

de  spath  fluor  (^).  On  expose  ensuite  le  tout  à  la  radiation 
d'une  étincelle,  ou  bien  on  le  dispose  à  l'intérieur  d'un  tube 
à  vide  ;  on  chauffe  ensuite  l'écran  de  manière  à  faire  appa- 
raître ses  modifications.  Les  parties  transformées  brillent 
alors  d'un  éclat  plus  ou  moins  vif.  Voici  le  résultat  de  ces 
expériences  :  Un  grand  nombre  d'écrans  thermolumines- 
cents révèlent  exactement  la  même  transformation  dans  les 
parties  nues  et  dans  les  portions  protégées  parle  spath  fluor  ; 
quelques-uns,  au  contraire,  restent  absolument  sombres 
aux  endroits  protégés,  tandis  qu'ils  s'illuminent  brillam- 
ment dans  les  portions  demeurées  découvertes.  Les  sub- 
stances les  plus  remarquables  à  ce  point  de  vue  sont  le 
sulfate,  le  carbonate  ou  le  nitrate  de  calcium,  additionnés 
d'une  petite  quantité  des  mêmes  sels  de  manganèse. 

a  Ces  expériences  montrent  que  l'étincelle  contient  une 
espèce  spéciale  de  rayons  qui  ne  traversent  pas  le  spath 
fluor;  les  décharges  dans  les  gaz  raréfiés  donnent  aussi 
naissance  à  ces  rayons.  Je  n'ai  pas  encore  pu  constater  une 
action  quelconque  de  raimant  sur  ces  rayons.  » 

L'idée  de  M.  Wiedemann  est  que  les  nouveaux  rayons 
sont  produits  par  des  mouvements  tourbillonnaires  de 
l'éther. 

ce  L'observation  des  rayons  de  décharge,  conclut-il,  pré- 
sente un  intérêt  général  en  ce  qu'elle  nous  montre  que, 
même  dans  des  domaines  souvent  explorés,  des  formes 
encore  inconnues  de  l'énergie,  en  quantité  très  appré- 
ciable, se  cachent  aussi  longtemps  qu'on  n'a  pas  trouvé  un 
mode  d'observation  capable  de  les  déceler.  » 

Si  les  «  rayons  de  décharge  »  de  M.  Wiedemann  ne  sont 
pas  les  rayons  X  de  M.  Rôntgen,  on  conviendra  qu'ils 
leur  ressemblent  singulièrement. 

(')  Voir  note  p.  106. 


70  SECONDE    PAnXlE. 

24.  Vitesse  des  rayons  cathodiques.  —  La  vitesse  des 

rayons  émanés  de  la  cathode  est  un  important  critérium 
de  leur  nature  ;  elle  permet,  en  effet,  de  décider  s'ils  peuvent 
être  considérés  comme  dus  au  mouvement  de  la  matière, 
ou  s'il  faut  ahandonner  cette  hypothèse  (^). 

Nous  avons  dit  déjà  que  M.  Goldstein  avait  appliqué  la 
méthode  Doppler-Fizeau  à  leur  investigation  et  n'avait  pas 
pu  déceler  un  mouvement  quelconque  du  gaz  luminescent 
dans  le  tube.  M.  Tait  avait  fait,  à  la  même  époque,  une 
constatation  analogue.  Plus  tard,  MM.  Wiedemann  et  Ebert 
trouvèrent  que  la  vitesse  des  particules  lumineuses  autour 
de  la  cathode  ne  pouvait  pas  dépasser  5  kilomètres  par 
seconde  (^). 

Toutefois,  ces  expériences  ne  nous  disent  rien  sur  la  véri- 
table vitesse  des  rayons  cathodiques.  Nous  avons  vu  (21) 
que  l'effet  lumineux  est  toujours  produit  par  le  choc  de 
ces  rayons  sur  des  particules  matérielles,  ou,  plus  pro- 
bablement (9),  par  la  recombinaison  des  éléments  dissociés 
par  le  choc  ;  on  peut  donc  seulement  en  conclure  que,  au 
moment  où  elles  émettent  de  la  lumière,  ces  particules  ne 
sont  pas  douées  d'une  vitesse  considérable. 

Les  expériences  récentes  de  M.  J.-J.  Thomson  ne  sont 
pas  soumises  à  cette  objection  (^).  Deux  récepteurs  lumi- 
nescents sont  disposés  respectivement  à  15""'  et  25'^™  de  la 
cathode  d'un  tube  cylindrique.  Celui-ci  est  recouvert  de 
noir  de  fumée  que  l'on  a  enlevé  suivant  deux  lignes  paral- 


(')  Si  l'on  trouvait,  par  exemple,  une  vitesse  du  rayon  égale  à  celle  de  la 
lumière,  la  nature  optique  du  phénomène  deviendrait  évidente.  Un  gramme 
de  matière  doué  de  cette  vitesse  posséderait  une  énergie  cinétique  égale  à 
celle  que  fournirait  un  cheval-vapeur  travaillant  pendant  près  de  2000  ans, 
ce  que  l'on  peut  difficilement  admettre. 

(')  E.  Wiedemann  et  H.  Ebert,  Ueber  electrische  Entladungen  (Annales 
de  Wiedemann,  t.  XXXVI,  p.  643;  1889). 

D  J.-J.  Thomson,  On  the  Velocity  of  the  cathode-rays  [Philosophical  Ma- 
gazine, t.  XXXVIII,  p.  358;  1894). 


CHAP.  V.  —  DÉCHARGES  DANS  LES  GAZ,  DEUXIÈME  PÉRIODE.   71 

lèles  à  l'axe  du  tube,  situées  au-dessus  des  récepteurs.  Un 
ensemble  de  six  miroirs  tournants  fixés  sur  le  même  tam- 
bour renvoie  l'image  des  fentes  dans  un  objectif  de  grand 
diamètre.  On  a  disposé,  sur  le  trajet  d'un  des  faisceaux,  un 
prisme  de  très  faible  ouverture  qui  amène  l'image  des  deux 
fentes  dans  le  prolongement  exact  l'une  de  l'autre.  Avec  les 
moyens  ordinaires  d'excitation  du  tube,  l'image  des  fentes 
s'étale  beaucoup  lorsque  le  miroir  tourne  rapidement,  de 
sorte  que  l'observation  perd  toute  précision. 

Le  dispositif  employé  finalement  par  M.  Thomson 
consiste  en  une  forte  bobine  fermée  sur  les  armatures  ex- 
térieures de  deux  condensateurs  dont  les  armatures  inté- 
rieures sont  réunies  par  le  primaire  d'une  seconde  bobine 
noyée  dans  l'huile.  Le  secondaire  de  cette  bobine  donne 
des  étincelles  de  20'^"  environ.  Le  tube  est  en  verre  d'urane. 

Dans  ces  conditions,  le  premier  bord  de  l'image  est  par- 
faitement net,  tandis  que  le  second  est  estompé  en  raison 
de  la  durée  de  la  luminescence.  Il  convient  donc  de 
rapporter  les  résultats  au  début  de  l'effet  lumineux.  On 
pourrait  objecter  à  ces  mesures  que,  si  l'on  observe  un 
intervalle  appréciable  entre  l'apparition  des  deux  images, 
il  peut  être  dû  au  fait  que  la  deuxième,  produite  par  une 
excitation  moins  intense,  atteint  plus  lentement  un  éclat 
perceptible.  M.  Thomson  avait  prévu  cette  objection  et 
s'en  était  garanti  par  un  examen  du  phénomène  sur  lequel 
nous  n'insisterons  pas. 

La  vitesse  des  rayons  cathodiques  trouvée  par  M.  J.-J. 
Thomson  est  de  200  kilomètres  par  seconde.  Cette  vitesse 
est  parfaitement  justifiée  par  le  potentiel  réciproque  de  la 
cathode  et  d'un  atome  gazeux  qui  s'en  échappe.  Elle  est  beau- 
coup plus  faible  que  la  vitesse  de  la  décharge  elle-même, 
qui  est  environ  moitié  moindre  que  celle  de  la  lumière, 
d'après  les  mesures  faites  aussi  par  le  professeur  Thomson. 


72  SECONDE    PARTIE. 

On  revient  ainsi,  par  une  voie  nouvelle,  à  ce  principe  qui 
ressort  des  expériences  de  Hertz,  que  les  rayons  catho- 
diques, s'ils  contribuent  à  la  décharge  dans  les  gaz,  n'en 
forment  qu'une  partie.  La  vitesse  de  200  kilomètres  par 
seconde  est  inconnue  jusqu'ici  pour  les  perturhations  de 
l'éther;  il  est  donc  vraisemblable  que,  si  les  rayons  catho- 
diques sont  dus  à  un  phénomène  de  cet  ordre,  comme  le 
veut  la  théorie  des  physiciens  allemands,  on  se  trouve  en 
présence  d'un  principe  nouveau. 

On  peut  rattacher  à  la  vitesse  des  rayons  cathodiques  la 
question  des  modifications  que  ces  rayons  font  subir  à 
l'éther  dans  lequel  ils  se  déplacent. 

MM.  Wiedemann  et  Ebert  ont  mesuré  l'indice  de  ré- 
fraction d'un  espace  dans  lequel  on  produisait,  par  inter- 
mittences, des  rayons  cathodiques;  ils  ont  trouvé  que  la 
présence  de  ces  rayons  ne  modifie  pas  l'indice  et,  par 
conséquent,  la  vitesse  de  la  lumière  d'une  quantité  supé- 
rieure à  S7  ouu)  limite  de  la  précision  de  leurs  mesures. 

25.  Convection  de  rélectricité  par  les  rayons  catho- 
diques. —  Le  transport  des  charges  électriques  par  les 
rayons  cathodiques  a  été  rendu  évident  par  Texpérience 
suivante  due  à  M.  Perrin  (^). 

Une  cage  de  Faraday,  placée  à  l'intérieur  d'un  tube  à 
vide,  contient  une  feuille  cylindrique  de  papier  d'étain 
réunie  à  un  électroscope.  La  cage  elle-même,  qui  sert  d'a- 
node, est  à  la  terre  et  son  ouverture,  très  petite,  est  en 
regard  de  la  cathode.  Lorsque  les  rayons  tombent  sur 
l'entrée  de  la  cage,  l'électroscope  se  charge  négativement. 
L'action  électrique  cesse  lorsqu'on  dévie  les  rayons  à  l'aide 


C)  J.  Perrin,  Nouvelles  propriétés  des  rayons  cathodiques  (Comptes  ren- 
dus des  séances  de  l'Académie  des  Sciences,  t.  CXXI,  p.  1130;  1895). 


CHAP.  V.    —   DÉCHARGES    DANS   LES   GAZ,  DEUXIÈME   PÉRIODE.      73 

d'un  aimant.  Le  phénomène  inverse  se  produit  si  l'on  ren- 
verse les  pôles  de  la  bobine. 

La  conclusion  que  M.  Perrin  tire  de  celte  expérience  est 
que  les  ions,  formés  au  voisinage  de  la  cathode  par  la 
rupture  des  molécules  gazeuses,  jouent  le  rôle  de  support 
de  charges  électriques  qu'ils  perdent  dans  une  enceinte 
dans  laquelle  ils  entrent. 

26.  Pénétration  des  gaz  dans  le  verre.  —  Les  tubes  à 
vide  présentent,  après  un  emploi  un  peu  prolongé,  un 
aspect  mat  qui  peut  faire  croire  à  une  dévitriflcation. 
M.  Gouy  (^)  a  reconnu  que  la  couche  superficielle  du  verre 
située  à  l'intérieur  du  tube  contient  une  foule  de  petites 
bulles  gazeuses  invisibles  à  l'œil  nu,  mais  bien  reconnais- 
sablés  au  microscope.  Si  l'on  chauffe  le  verre,  les  bulles 
deviennent  plus  apparentes;  on  peut  même  les  rendre 
visibles  à  l'œil  nu  lorsqu'elles  se  sont  suffisamment  agglo- 
mérées. Elles  se  trouvent  réparties  à  une  très  petite  pro- 
fondeur dans  le  verre.  «  Ce  phénomène  ne  se  produit  dans 
aucun  autre  cas.  11  semble  en  résulter,  dit  M.  Gouy,  que 
les  rayons  cathodiques  font  pénétrer  dans  le  verre  les 
gaz  du  tube,  qui  restent  ensuite  occlus  jusqu'à  ce  que  le 
ramollissement  du  verre  les  mette  en  liberté.  » 


(')  G.  Gouy,  Sur  la,  "pénétration  des  gaz  dans  les  parois  de  verre  des  tubes 
de  Croohes  {Comptes  rendus,  t.  CXXII,  p.  775;  1896). 


»gB»'^ 


74  SECONDE    PARTIE. 


CHAPITRE  VI. 

LES    RAYONS    X. 


27.  Analyse  du  Mémoire  de  M.  Rbntgen.  —  C'est  dans  une 
séance  désormais  mémorable  de  la  Société  physico-médi- 
cale de  AVûrtzboLirg  que  le  professeur  Rôntgen  annonça 
pour  la  première  fois  sa  brillante  découverte. 

Le  point  de  départ  de  ses  recherches  est  l'observation 
fortuite  de  la  phosphorescence  de  quelques  paillettes  de 
platinocyanure  de  baryum  au  voisinage  d'un  tube  de 
Hittorf ,  complètement  enfermé  dans  une  enveloppe  de  car- 
ton noir,  opaque  aux  rayons  lumineux  ordinaires  et  aux 
radiations  ultra-violettes  connues.  Les  premières  expé- 
riences ayant  montré  que  l'écran  s'illuminait  encore, 
quoique  faiblement,  derrière  un  livre  de  1000  pages,  une 
planche  de  bois  ou  une  plaque  d'aluminium  de  15°"" 
d'épaisseur,  il  devint  évident  que  l'on  se  trouvait  en  pré- 
sence d'un  agent  sinon  entièrement  nouveau,  du  moins 
mal  connu  jusqu'alors.  M.  Rôntgen  s'attacha  à  en  recon- 
naître les  principales  propriétés.  Il  trouva  d'abord  que  la 
densité  est  un  facteur  important  de  l'opacité  des  corps; 
toutefois  il  n'est  pas  le  seul  :  «  On  le  prouve  en  employant 
comme  écrans  des  lames  d'égale  épaisseur  de  spath  d'Is- 
lande, de  verre,  d'aluminium  et  de  quartz.  Le  spath 
d'Islande  se  montre  beaucoup  plus  transparent  que  les 


CHAP.    VI.    —    LES    RAYONS    X.  75 

autres  corps,  bien  qu'il  ait  approximativement  la  même 
densité.  Je  n'ai  pas  remarqué,  dit  le  professeur  Rôntgen, 
que  le  spath  d'Islande  présentât  une  fluorescence  (9)  con- 
sidérable relativement  à  celle  du  verre. 

»  En  augmentant  l'épaisseur,  on  augmente  la  résistance 
offerte  aux  rayons  par  tous  les  corps i> 

«  Des  morceaux  de  platine,  de  plomb,  de  zinc  et  d'alu- 
minium en  feuilles  ont  été  préparés  de  façon  à  obtenir  le 
même  affaiblissement  de  l'effet.  Le  Tableau  ci-joint  donne 
les  épaisseurs  relatives  et  les  densités  de  feuilles  de  métal 
équivalentes  : 

Épaisseur.         Épaisseur  censitô. 

relative. 

Platine 0,018  1  21,5 

Plomb 0,050  3  11,3 

Zinc 0,100  6  7,1 

Akiminium 3,500  200  2,6 

»  Il  résulte  de  ces  valeurs  que  l'opacité  n'est  pas  propor- 
tionnelle au  produit  de  la  densité  par  l'épaisseur  d'un 
corps.  La  transparence  augmente  beaucoup  plus  rapide- 
ment que  le  produit  ne  décroît  (^).  » 

M.  Piôntgen  a  cherché,  sans  y  réussir,  à  déceler  une 
action  calorifique  des  rayons  X;  cette  action  existe  évidem- 
ment, puisque  nous  avons  affaire  à  une  forme  de  l'énergie 
susceptible  de  se  transformer  ;  mais  l'énergie  des  rayons 
peut  être  très  faible. 

L'œil  ne  perçoit  pas  ces  rayons.  M.  Rontgen  pense  que 
la  cause  en  est  dans  l'insensibilité  de  la  rétine;  nous  ver- 
rons, toutefois,  que  les  milieux  de  l'œil  sont  opaques  pour 


(')  Les  expéinences  faites  sur  l'aluminium  et  môme  sur  le  zinc  nous  pa- 
raissent peu  propres  à  renseigner  sur  le  rôle  de  la  densité,  à  cause  des 
phénomènes  de  luminescence  que  présentent  les  oxydes  de  ces  deux  mé- 
taux. (  Voir  Chap.  IX.  ) 


76  SECONDE    PARTIE. 

les  rayons  X,  et  que,  si  même  la  rétine  y  était  sensible, 
ils  resteraient  invisibles. 

La  propriété  la  plus  remarquable  des  rayons  décou- 
verte par  M.  Rôntgen  est  leur  propagation  tellement  recti- 
ligne,  qu'il  n'est  pas  parvenu  à  trouver  aucune  déviation 
dans  le  passage  à  travers  un  prisme.  Quelques  mesures 
semblent  donner  un  indice  plus  grand  que  l'unité,  mais 
l'observation  est  douteuse.  Il  est  un  moyen,  sinon  précis, 
du  moins  très  sensible,  de  mettre  en  évidence  la  réfrac- 
tion à  la  surface  des  corps  :  c'est  de  diriger  le  rayon  sur 
une  poudre  dont  chaque  grain  contribue  à  la  réfraction 
irrégulière  du  faisceau  et  à  sa  diffusion.  Cette  diffusion 
était  insensible  dans  les  expériences  de  M.  Rôntgen.  Le 
faisceau  éprouvait,  en  traversant  une  colonne  de  sel 
gemme,  de  zinc  ou  d'argent  pulvérisés,  la  même  absorption 
qu'au  passage  d'une  masse  égale  des  mêmes  solides  en 
morceaux  compacts.  La  même  expérience  montre  que  la 
réflexion  à  la  surface  des  corps  est  extrêmement  faible. 

11  a  semblé  possible  que  la  disposition  géométrique  des 
molécules  modifiât  l'action  qu'exerce  un  corps  sur  les 
rayons  X;  s'il  en  était  ainsi,  le  spath  d'Islande,  par 
exemple,  pourrait  présenter  des  phénomènes  différents, 
suivant  l'orientation  de  la  radiation  par  rapport  à  l'axe  du 
cristal.  Des  expériences  faites  sur  le  quartz  et  le  spath 
d'Islande  n'ont  donné  aucun  résultat. 

M.  Rôntgen  pense  que  le  point  d'émission  des  rayons  X 
est  l'endroit  du  tube  où  les  rayons  cathodiques  frappent  le 
verre.  A  partir  de  ce  point,  l'intensité  de  leur  effet  diminue, 
en  raison  du  carré  de  la  distance,  l'absorption  par  l'air 
étant  si  faible  qu'elle  peut  être  négligée,  au  moins  en  pre- 
mière approximation.  De  plus,  on  déplace  la  source  des 
rayons  X  en  agissant,  à  l'aide  d'un  aimant  sur  les  rayons 
cathodiques,  de  manière  à  les  amener  en  un  autre  endroit 


CHAP.    VI.    —    LES    RAYONS    X.  77 

du  tube.  On  provoque  aussi  la  formation  des  nouvelles 
radiations  en  arrêtant  les  rayons  cathodiques  à  l'aide  d'une 
plaque  d'aluminium. 

M.  Rôntgen  ne  pense  pas  que  les  nouveaux  rayons  soient 
identiques  à  ceux  qui  émanent  de  la  cathode  ;  ils  en  dif- 
fèrent par  plusieurs  propriétés  importantes,  en  particulier 
par  leuj'  insensibilité  à  l'action  de  l'aimant. 

«  La  déviation  des  rayons  cathodiques  par  l'aimant  est 
une  de  leurs  caractéristiques  spéciales  ;  Hertz  et  Lenard 
ont  observé  qu'il  existe  plusieurs  espèces  de  rayons  catho- 
diques, qui  diffèrent  par  leur  propriété  d'exciter  la  phospho- 
rescence, leur  facilité  d'absorption  et  leur  degré  de  dévia- 
tion par  l'aimant;  mais  on  a  observé  une  déviation  notable 
dans  tous  les  cas  étudiés,  et  je  pense  que  cette  déviation 
constitue  un  caractère  qu'on  ne  peut  pas  négliger  facile- 
ment. » 

M.  Rôntgen  reconnut  ensuite  qu'un  certain  nombre  de 
substances  s'illuminent  sous  l'action  des  rayons  X  ;  puis 
il  étudia  leur  action  photographique.  Il  put  ainsi  éliminer 
mieux  les  causes  d'erreurs. 

«  J'ai  confirmé  de  la  sorte,  dit-il,  beaucoup  d'observa- 
tions faites  d'abord  en  regardant  l'écran  fluorescent.  C'est 
ici  que  la  propriété  que  présentent  les  rayons  X  de  passer 
à  travers  le  bois  ou  le  carton  devient  utile.  La  plaque  pho- 
tographique peut  être  exposée  à  leur  action  sans  qu'on  ait 
à  enlever  le  volet  du  châssis,  ni  aucune  boîte  protectrice, 
de  sorte  que  l'opération  n'a  pas  besoin  d'être  conduite  dans 
l'obscurité.  Il  est  clair  que  les  plaques  qui  ne  sont  pas  en 
expérience  ne  doivent  pas  être  laissées  dans  leur  boite  au 
voisinage  du  tube. 

»  Il  resterait  à  savoir  si  l'impression  sur  la  plaque  est 


7«  SECONDE    PARTIE. 

un  effet  direct  des  rayons  X,  ou  un  résultat  secondaire  dû 
à  la  fluorescence  de  la  matière  de  la  plaque.  Des  pellicules 
peuvent  être  impressionnées  aussi  bien  que  les  plaques 
sèches  ordinaires.  » 

Les  applications  que  M.  Rôntgen  a  faites  le  premier  de 
sa  découverte  sont  connues  de  tous  ;  il  a  montré  comment 
on  pouvait,  par  leur  moyen,  dessiner  le  profil  des  parties 
les  plus  denses  à  l'intérieur  d'un  organisme  vivant,  pro- 
jeter l'ombre  d'un  objet  enfermé  dans  une  boîte  en  bois, 
déceler  les  inégalités  de  structure  d'une  lame  de  métal 
préalablement  soumise  au  laminage. 

Nous  reviendrons,  dans  un  autre  Chapitre,  sur  les  appli- 
cations de  la  méthode.  Il  nous  paraît  plus  intéressant  de 
donner  ici  l'opinion  de  M.  Rôntgen  sur  la  nature  même  de 
sa  découverte.  Après  avoir  cherché,  sans  succès,  à  repro- 
duire, à  l'aide  de  ses  rayons,  les  phénomènes  classiques 
de  l'Optique,  tels  que  l'interférence  et  la  polarisation,  il 
abandonna  l'idée  que  les  rayons  X  puissent  être  de  la 
lumière,  et  il  eut  recours  à  une  autre  hypothèse.  Nous 
rendons  la  parole  à  M.  Rôntgen  : 

«  Que  sont  donc  ces  rayons?  Puisque  ce  ne  sont  pas  des 
rayons  cathodiques,  on  pourrait  supposer,  d'après  leur  fa- 
culté de  produire  la  fluorescence  et  l'action  chimique, 
qu'ils  sont  dus  à  la  lumière  ultra-violette.  Un  ensemble 
imposant  de  preuves  est  en  contradiction  avec  cette  hypo- 
thèse. Cette  lumière  nouvelle  possède,  en  effet,  les  proprié- 
tés suivantes  : 

»  [a)  Elle  ne  se  réfracte  pas  en  passant  de  l'air  dans  l'eau, 
dans  le  sulfure  de  carbone,  l'aluminium,  le  sel  gemme,  le 
verre  ou  le  zinc. 

»  [b)  Elle  ne  peut  se  réfléchir  régulièrement  à  la  surface 
des  mêmes  corps. 


CHAP.    VI.    —    LES    RAYONS    X.  79 

»  (c)  Elle  n'est  polarisée  par  aucun  des  milieux  polari- 
sants ordinaires, 

y)  [d]  Elle  est  absorbée  par  les  différents  corps,  surtout 
en  raison  de  leur  densité. 

»  Ce  qui  revient  à  dire  que  les  nouveaux  rayons  doivent 
se  comporter  tout  autrement  que  les  rayons  visibles  ou  in- 
fra-rouges et  les  rayons  ultra- violets  déjà  connus.  Gela  pa- 
rait assez  invraisemblable  pour  que  j'aie  cherché  à  faire 
une  autre  hypothèse. 

»  Il  semble  y  avoir  une  sorte  de  relation  entre  les  nou- 
veaux rayons  et  les  rayons  lumineux;  tout  au  moins  la 
production  d'ombres,  de  fluorescence  et  d'actions  chi- 
miques semble  l'indiquer.  Or,  on  sait  depuis  longtemps 
qu'en  outre  des  vibrations  qui  rendent  compte  des  phéno- 
mènes lumineux,  il  est  possible  que  des  vibrations  lon- 
gitudinales se  produisent  dans  l'éther;  certains  physi- 
ciens pensent  même  que  ces  vibrations  doivent  exister. 
Toutefois,  il  faut  convenir  que  leur  existence  n'a  jamais 
été  mise  en  évidence  et  que  leurs  propriétés  n'ont  pas  été 
établies  par  l'expérience.  Ces  nouveaux  rayons  ne  de- 
vraient-ils pas  être  attribués  à  des  ondes  longitudinales 
de  l'éther? 

»  Je  dois  avouer  qu'à  mesure  que  je  poursuivais  ces  re- 
cherches, je  me  suis  accoutumé  de  plus  en  plus  à  cette 
idée  et  je  me  permets  de  l'énoncer,  sans  me  dissimuler 
que  l'hypothèse  demande  à  être  établie  plus  solidement.  » 

28.  Rayons  cathodiques  et  rayons  X.  — Avant  de  pousser 
plus  avant  l'étude  des  nouvelles  radiations,  il  nous  reste 
un  point  à  faire  ressortir  d'une  façon  nette  :  c'est  la  diffé- 
rence essentielle  entre  les  rayons  cathodiques  et  les  rayons 
découverts  par  M.  Rôntgen.  A  première  vue,  la  synthèse 
des  expériences  de  M.  Lenard  et  de  M.  Rôntgen  pourrait 


80:  SECONDE    PARTIE. 

laisser  subsister  quelque  doute  à  cet  égard.  Nous  avons 
vu,  en  effet,  que  les  rayons  cathodiques  possèdent,  à  des 
degrés  divers,  la  faculté  d'être  absorbés  par  les  milieux 
matériels  ou  déviés  dans  le  champ  magnétique.  On  peut  dès 
lors  se  demander  s'il  n'existe  pas  des  rayons  cathodiques 
ne  possédant  ces  deux  propriétés  à  aucun  degré. 

S'il  en  était  ainsi,  les  rayons  de  Rôntgen  devraient  partir 
de  la  cathode,  traverser  en  ligne  droite  les  parois  du  tube, 
et  continuer  à  se  propager  dans  la  même  direction.  Or  il 
n'en  est  rien  ;  leur  point  d'émission  se  déplace  sous  l'in- 
fluence de  l'aimant,  et,  si  l'on  opère  avec  un  tube  sphé- 
rique,  entièrement  illuminé,  chacun  de  ses  points  est  un 
centre  d'émission  envoyant  sa  radiation  en  tous  sens. 

La  loi  de  diminution  avec  le  carré  de  l'a  distance,  énon- 
cée par  M.  Rôntgen  en  termes  assez  vagues  (la  distance 
étant  indiquée,  dans  son  Mémoire  provisoire,  à  partir  du 
tube],  a  été  vérifiée  avec  plus  de  précision  par  d'autres  ob- 
servateurs aidés  par  des  moyens  nouveaux.  La  loi  du  carré 
a  été  retrouvée  à  partir  d'un  point  précis  de  la  paroi  du 
tube,  ou,  plus  généralement,  de  la  première  surface  qui 
arrête  les  rayons  cathodiques. 

Si  maintenant  nous  retournons  aux  travaux  de  M.  Gold- 
stein,  de  M.  Lenard  et  de  M.  Wiedemann,  nous  y  verrons 
partout  la  trace  des  nouveaux  rayons.  On  se  souvient  que 
M.  Goldstein  (19)  avait  interprété  comme  une  réflexion  dif- 
fuse la  production  du  phénomène  par  l'interposition  d'une 
lame  de  mica  sur  le  trajet  des  rayons  cathodiques.  De  son 
côté,  M.  Lenard  avait  séparé  nettement  par  l'expérience  le 
phénomène  en  deux  radiations  distinctes  (22) ,  l'une  diffusée 
dans  la  matière  et  déviée  par  l'aimant,  l'autre  soustraite  à 
ces  deux  actions. 

Si  nous  ajoutons  à  cela  que  M.  Lenard,  soucieux  avant 
tout  de  la  conservation  de  ses  tubes  pour  des  expériences 


CHAP.    VI.    —    LES    RAYONS    X. 


81 


comparatives,  ne  les  actionnait  que  pendant  des  durées 
limitées  à  quelques  secondes,  et  qu'il  opérait  avec  une 
fenêtre  de  très  faibles  dimensions,  on  admettra  sans  peine 
que  quelques-unes  des  propriétés  des  nouveaux  rayons 
dussent  lui  échapper.  M.  Wiedemann  est  allé  plus  loin  ;  il 
a  vu,  dans  les  «  rayons  de  décharge  »,  une  nouvelle  forme 
de  l'énergie;  il  n'a  négligé  que  l'essai  des  corps  opaques. 
Ce  point  de  vue  simplifie  singulièrement  l'interprétation 
des  phénomènes;  les  impossibilités  que  l'on  opposait  à  la 
théorie  matérialiste  des  rayons  cathodiques  s'évanouissent 
d'elles-mêmes  si  l'on  se  limite  aux  phénomènes  dans  le 
tube  ou  au  voisinage  immédiat  de  la  fenêtre.  Nous  revien- 
drons sur  cette  affirmation,  qu'il  n'était  pas  inutile  d'énon- 
cer dès  maintenant. 

29.  La  propagation  des  rayons  X.  Réfraction  et  ré- 
flexion. —  La  propriété  physique  la  plus  remarquable  des 
rayons  de  Rôntgen  est  leur  propagation  rectiligne.  M.  Rônt- 

Fig.  13. 


gen  avait  énoncé  le  fait  comme  approximativement  exact. 
Il  convenait  de  le  vérifier  avec  précision.  C'est  ce  qu'a  fait 
M.  J.  Perrin,  au  laboratoire  de  l'École  Normale,  à  Paris  (*). 


(^)  La  plupart  des  travaux  dont  nous  parlerons  dans  la  suite  ont  été  insé- 
rés aux  Comptes  rendus  de  l'Académie  des  Sciences  ou  analysés  dans  Nature 

G.  6 


g2  SECONDE    PARTIE. 

L'appareil  [fig.  13)  consistait  essentiellement  en  deux 
écrans  percés  de  fentes  étroites  F,  F',  placées  parallèlement, 
et  délimitant  un  pinceau  plan  et  très  net  de  rayons.  Le  fais- 
ceau tombait  sur  une  plaque  sensible  enfermée  dans  un 
châssis.  Au  déJveloppement,  on  trouva  l'image  absolument 
nette  de  la  fente,  sans  aucune  frange  de  diffraction.  En 
opérant,  au  contraire,  à  châssis  ouvert,  de  façon  à  per- 
mettre à  la  lumière  verte  du  tube  de  frapper  directement 
la  plaque,  on  releva  des  lignes  d'interférence  bien  carac- 
térisées. 

Ce  résultat  peut  être  dû  à  deux  causes  distinctes.  Il  est 
possible  que  le  phénomène,  s'il  est  périodique  de  sa  na- 
ture, soit  trop  irrégulier  pour  que  des  raies  d'interférence 
soient  susceptibles  de  se  produire,  ou  bien  que  la  longueur 
de  l'ondulation  qui  l'engendre  soit  extrêmement  courte. 

M.  Perrin  étudia  ensuite,  à  l'aide  du  même  dispositif,  la 
réfraction  à  travers  des  substances  diverses  ;  un  prisme  de 
la  substance  à  étudier  était  placé  entre  la  deuxième  fente 
et  la  plaque.  Un  écran  horizontal  séparait  les  fentes  en 
deux,  de  manière  à  éviter  les  rayons  obliques.  Dans  ces 
conditions,  on  trouva  l'image  des  deux  demi-fentes  T  dans 
le  prolongement  exact  l'une  de  l'autre  lorsque  le  prisme  P 
était  en  cire  ou  en  paraffine.  Pour  quelques  métaux,  les 
deux  demi-fentes  montraient  un  léger  déplacement  qui, 
s'il  n'est  pas  dû  à  une  absorption  dissymétrique,  conduit 
à  admettre,  pour  l'aluminium  par  exemple,  un  indice  de 
réfraction  égal  à  0,9996.  La  concentration  des  rayons 
devrait  donc  être  faite  à  l'aide  de  lentilles  concaves.  Mais 
l'indice  est  trop  faible  pour  qu'il  puisse  y  avoir  aucun 
intérêt  pratique  à  cet  artifice,  l'absorption  compensant 
outre  mesure  la  concentration. 

La  possibilité  de  réfléchir  les  rayons  X  est  fort  discutée. 
M.  Rôntgen  lui-même  cite  deux  expériences  qui  semblent 


CHAP.    VI.    —    LES    RAYONS    X,  83: 

conduire  à  des  résultats  contradictoires.  M.  Perrin  n'a 
obtenu  aucune  trace  de  réflexion  sur  des  miroirs  d'acier 
ou  de  flint. 

Au  contraire,  MM.  Battelli  et  Garbasso  (  '  ),  à  Pise,  MM.  Im- 
bert  et  Bertin-Sans,  à  Montpellier,  pensent  pouvoir  conclure 
de  leurs  expériences  que  ces  rayons  éprouvent  une  sorte 
de  réflexion  diffuse  lorsqu'ils  frappent  certains  corps  ;  mais 
aucun  de  ces  observateurs  n'est  parvenu  à  mettre  en  évi- 
dence une  réflexion  régulière  sur  les  miroirs  polis.  Les 
premiers  plaçaient  l'ampoule  dans  un  tube  de  zinc  courbé 
à  angle  droit,  le  coude  étant  occupé  par  le  miroir.  La  ra- 
diation était  reçue  par  une  plaque  photographique  que  l'on 
trouva  impressionnée  dans  toute  la  région  en  regard  de 
l'intérieur  du  tube. 

Les  résultats  de  MM.  Imbert  et  Bertin-Sans  varient  sui- 
vant les  corps  employés  et  ne  semblent  pas  être  en  relation 
directe  avec  l'opacité  aux  rayons  X.  La  réflexion  la  plus 
vigoureuse  a  été  obtenue  avec  une  armature  d'un  conden- 
sateur d'OEpinus. 

Il  nous  semble  que  la  phosphorescence  a  pu  jouer,  dans 
toutes  ces  expériences,  un  rôle  dont  il  n'est  pas  encore 
possible  d'apprécier  l'importance,  mais  qui  est  loin  d'être 
nul.  Il  faudrait,  dans  toutes  les  recherches  de  cette  nature, 
éviter  avec  le  plus  grand  soin  les  oxydes  métalliques  sur 
le  parcours  des  rayons. 

M.  Gouy,  M.  Fonséré  et  d'autres  physiciens  ont  observé 
une  réflexion  sur  du  mercure  ;  ces  expériences  ne  semblent 
pas  soumises  à  l'objection  que  nous  avons  faite  aux  pré- 
cédentes ;  mais  il  faudrait  encore  s'assurer  que  la  surface 
de  mercure  agit  bien  comme  un  miroir  et  non  comme  un 


('  )  A.  Battelli  et  A.  Garbasso,  Sopra  i  raggi  del  Rôntyen  [Nuovo  Cimento, 
4°  série,  t.  III,  janviei-  1896). 


84  SECONDE    PARTIE. 

foyer  secondaire  de  prodaction  des  rayons.  Plusieurs  des 
premiers  observateurs  ont  opéré  avec  des  poses  de  quelques 
heures;  il  est  probable  que,  dans  ces  conditions,  le  tube 
était  très  affaibli.  Toutes  les  expériences  faites  jusqu'ici 
devront  être  reprises  lorsque  les  meilleures  conditions  de 
l'emploi  des  tubes  auront  été  définitivement  fixées. 

30.  Interférence  et  polarisation.  —  Nous  venons  de  voir 
que  M.  Perrin  avait  reconnu  la  marche  extrêmement  rec- 
tiligne  des  rayons  X,  mais  sans  fixer  de  limite  aux  phéno- 
mènes de  diffraction.  M.  Sagnac,  au  contraire,  a  cherché  à 
reproduire  avec  un  réseau  les  phénomènes  d'interférence 
que  l'on  vérifiait  immédiatement  à  l'aide  d'un  faisceau  de 
lumière  jaune.  Les  rayons  X  n'ont  présenté  ces  phéno- 
mènes à  aucun  degré,  la  certitude  de  l'interprétation  des 
clichés  étant  telle  que  des  interférences  produites  par  des 
ondes  quatorze  fois  plus  courtes  que  celles  de  la  raie  D 
seraient  devenues  apparentes.  On  en  conclut  que,  si  les 
rayons  X  sont  dus  à  des  vibrations  transversales  de  l'éther, 
leur  longueur  d'onde  est  inférieure  à  0!^,04. 

Les  expériences  de  polarisation  ont  la  plus  grande  im- 
portance pour  fixer  la  théorie  du  phénomène.  Les  premiers 
résultats  positifs  dans  cette  direction  ont  été  obtenus  par 
le  prince  Galitzine  et  M.  de  Karnojitzky.  Voici  comment  ils 
décrivent  l'expérience  : 

a  Nous  avons  fait  préparer  trois  petites  plaques  de  tour- 
maline très  minces  (0"'°',5  environ  d'épaisseur).  Sur  la 
plus  grande  se  posaient  les  deux  autres,  une  parallèlement, 
Tautre  perpendiculairement  à  la  première.  S'il  y  a  polari- 
sation là  où  les  plaques  sont  croisées,  on  doit  s'attendre 
à  voir  l'action  des  rayons  X  affaiblie.  Il  va  sans  dire  que 
l'action  de  la  lumière  ordinaire  a  été  exclue,  et  qu'on 
a  changé  plusieurs  fois  la  position  relative  des  petites 


CHAP.    VI.    —    LES    RAYONS    X.  85 

plaques,  afin  d'éliminer  toute  influence  d'inégale  épaisseur 
ou  de  manque  d'homogénéité.  Dans  les  huit  épreuves 
obtenues,  on  peut  distinguer  que  là  où  les  plaques  ont  été 
croisées,  l'action  photochimique  des  rayons  X  a  été 
moindre.  » 

Les  épreuves  ont  dû  être  renforcées  par  la  superposition 
de  plusieurs  pellicules  semblables,  ce  qui  indique  en  tous 
cas  une  polarisation  extrêmement  faible. 

Ce  résultat  a  été  contesté  ;  M.  A.-M.  Mayer,  opérant  avec  des 
cristaux  d'hérapathite  (sulfate  d'iodoquinine),  M.  H.  Bec- 
querel, se  servant  de  tourmalines,  enfin  M.  Sagnac,  qui 
a  eu  recours  à  divers  corps  cristallisés,  n'ont  observé  au- 
cun effet  appréciable.  M.  Becquerel  a  comparé  les  résultats 
obtenus  avec  les  rayons  X  à  ceux  que  donnent  les  radia- 
tions émanées  des  corps  phosphorescents;  ces  dernières 
se  laissent  polariser  d'une  façon  évidente. 

L'ensemble  de  ces  expériences  ne  nous  fournit  aucun 
argument  définitif  pour  la  théorie  des  rayons  X.  D'une 
part,  on  pourrait  admettre  que  les  appareils  de  MM.  Mayer, 
Becquerel,  Sagnac,  manquaient  de  sensibilité;  d'autre 
part,  on  serait  autorisé  à  croire  que  MM.  Galitzine  et  de 
Karnojitzky  ont  été  induits  en  erreur  par  un  phénomène 
secondaire.  11  serait  imprudent  de  se  prononcer  entre  ces 
deux  opinions. 

31.  Actions  lumineuses  et  photographiques.  —   Les 

rayons  X  illuminent  un  grand  nombre  de  substances;  le 
platinocyanure  de  baryum,  qui  les  a  fait  découvrir,  et  les 
platinocyanures  en  général  sont  parmi  les  plus  sensibles 
à  leur  action. 

Si  l'on  examine  au  spectroscope  la  lumière  émanant  d'un 
de  ces  écrans,  on  y  reconnaît  les  raies  du  métal  formant  la 
base  du  sel  en  question,  ce  qui  est  l'indice  d'une  décom- 


SECONDE    PARTIE. 


position  de  ce  sel.  Cette  observation  a  été  faite  pour  la 
première  fois,  croyons-nous,  depuis  la  découverte  des 
rayons  X,  par  M.  Jackson,  sur  un  écran  de  platinocyanure 
de  potassium  qui  est,  d'après  M.  Silvanus-P.  Thomson, 
douze  fois  environ  plus  sensible  aux  rayons  X  que  le  sel 
correspondant  de  baryum.  M.  Wiedemann  avait  déjà  eu 
recours  aux  sels  de  chaux,  à  l'aide  desquels  on  peut  pré- 
parer, à  peu  de  frais,  des  écrans  aussi  sensibles  et  même 
plus  sensibles  qu'en  se  servant  de  platinocyanures. 

Dans  ses  études  antérieures  sur  les  «  rayons  de  dé- 
charge »,  M.  E,  Wiedemann  avait  trouvé,  après  avoir  étudié 
un  très  grand  nombre  de  substances  diverses,  que  «  les 
sels  de  chaux  additionnés  des  sels  correspondants  de  man- 
ganèse donnent,  sous  l'action  des  rayons,  soit  directement, 
soit  seulement  pendant  une  chauffe  subséquente,  une  lu- 
mière très  vive  et  de  très  belles  colorations.  »  Il  avait  déjà 
constaté,  du  reste,  le  fait  découvert  par  M.  Jackson. 

M.  Edison  a  annoncé  que  le  tungstate  de  calcium  dépas- 
sait en  sensibilité  tous  les  autres  sels  connus.  Les  essais 
faits  en  Europe  sur  du  tungstate  pur  ont  donné  des  résul- 
tats assez  médiocres.  Il  nous  semble  probable  que  le 
tungstate  employé  par  M.  Edison  contenait  du  tungstate 
de  manganèse,  qui  s'y  trouve  presque  toujours  comme 
impureté;  les  sels  de  chaux  qui  n'ont  pas  subi  une  purifi- 
cation préalable  contiennent  généralement  une  petite 
quantité  de  manganèse. 

L'état  du  sel  a  la  plus  grande  influence  sur  sa  lumino- 
sité ;  certains  sels  ont  une  grande  sensibilité  à  l'état  cris- 
tallin, et  la  perdent  lorsqu'on  les  pulvérise  ;  d'autres  doivent 
être  employés  à  l'état  amorphe  ou  tout  au  moins  d'extrême 
division. 

Il  semble  probable,  du  reste,  que  certains  sels  convien- 
nent surtout  à  certains  tubes,  et  que  la  sensibilité  d'un 


CHAP.    VI.    —    LESRAYONSX.  87 

^cran  ne  peut  être  définie  qu'en  connexion  avec  un  tube 
.déterminé  ;  nous  avons  vu  déjà  que,  parmi  les  mélanges 
étudiés  par  M.  Wiedemann,  les  uns  deviennent  lumineux 
sous  une  lame  de  spath  fluor,  tandis  que  d'autres  restent 
absolument  inertes  dans  ces  conditions. 

On  ne  sait  pas  encore  si  l'action  photographique  des 
rayons  X  est  primaire  ou  secondaire.  M.  Rôntgen  avait 
déjà  cherché  à  résoudre  la  question,  et  avait  opéré,  comme 
nous  l'avons  vu,  avec  des  pellicules,  pour  éviter  la  trans- 
formation des  rayons  dans  le  verre.  Mais  la  gélatine  peut 
être  elle-même  luminescente,  et  l'on  ne  serait  mieux  fixé 
qu'en  opérant  avec  des  halogènes  sans  support.  Dans  toute 
la  Photographie,  le  support  joue,  du  reste,  un  rôle  beau- 
coup plus  considérable  qu'on  ne  le  croit  communément. 

Une  expérience  qui  semble  confirmer  cette  opinion,  en 
ce  qui  concerne  les  rayons  X,  est  due  à  MM.  Eder  et  Va- 
lenta.  Les  habiles  photographes  de  Vienne  ont  trouvé  que 
les  plaques  au  collodion  sont  insensibles  à  ces  rayons. 

Nous  venons  de  voir  que  les  rayons  X  agissent  sur  les 
écrans  luminescents  en  décomposant  le  sel  dont  ils  sont 
formés.  Il  semble  donc  naturel  qu'une  action  semblable 
puisse  se  produire  dans  la  plaque  photographique,  le  sel 
d'argent  étant  pour  ainsi  dire  ionisé  par  les  rayons. 

M.  Albert  Londe  a  constaté  que  les  diverses  émulsions  se 
rangent,  en  ce  qui  concerne  leur  sensibilité  aux  rayons  X, 
dans  le  même  ordre  que  pour  leur  sensibilité  à  la  lumière 
blanche,  et  ce  résultat  a  été  confirmé  par  MM.  A.  et  L.  Lu- 
mière. Ces  derniers  ont  trouvé  aussi  qu'au  bout  de 
dix  minutes  de  pose,  les  rayons  X  avaient  impressionné 
150  feuilles  de  papier  au  gélatinobromure.  En  prolongeant 
la  pose,  ils  ont  impressionné  de  même  250  feuilles  :  les 
papiers  sensibles  sont  à  peu  prés  deux  fois  plus  opaques 
que  les  mêmes  feuilles  non  recouvertes  d'émulsion. 


SECONDE    PARTIE. 


32.  Propriétés  électriques  des  rayons  X.  —  MM.  Be- 

nôist  et  Hurmuzescu,  à  Paris,  M.  Dufour,  à  Lausanne, 
M.  J.-J.  Thomson,  à  GamlDridge,  ont  successivement  an- 
noncé que  les  rayons  X,  tombant  sur  un  électroscope,  le 
déchargent  rapidement.  Les  premières  expériences  ont 

Fig.  14.        . 


été  faites  avec  un  électroscope  à  feuilles  d'or;  cet  instru- 
ment a  été  remplacé,  pour  les  recherches  quantitatives  de 
MM.  Benoist  et  Hurmuzescu,  par  l'électromètre  à  deux 
aiguilles  que  représente  notre  fig.  14. 

Les  aiguilles  sont  enfermées  dans  une  caisse  en  laiton, 
que  des  expériences  préliminaires  avaient  révélé  remar- 
quablement opaque  pour  les  radiations  de  Rôntgen.  Du 
côté  du  tube,  la  caisse  est  percée  d'une  fenêtre  circulaire, 
fermée  par  une  feuille  d'aluminium  ;  la  face  opposée  au 
tube  porte  une  autre  fenêtre  munie  d'une  vitre. 

L'électromètre  est  donc  dans  une  cage  de  Faraday, 
empêchant  tout  accès  à  l'air  électrisé,  et  fermée  électri- 
quement, à  l'exception  d'une  petite  surface  opposée  au 
tube. 

Trois  séries  distinctes  d'expériences  peuvent  être  faites 


PI.  I. 


RADIOGRAPHIE  D'UNE  MAIN  CONTENANT  UNE  BALLE 
DE  REVOLVER. 


Epreuve  de  M.  Albert  Londe. 


PI.  II. 


RADIOGRA.PHIE  DES  OS  DE  LA  MAIN 
OBTENUE  AVEC  UN  TUBE  A  FOYER  DE  PLATINE. 

Eprouve  de  M.  J.  Chappuis. 


CHAP.    VI.    —     LES    RAYONS    X.  89 

à  l'aide  de  cet  instrument.  Il  conviendra  d'abord  de  recher- 
cher si  la  rapidité  de  la  décharge  dépend  de  la  nature  du 
métal  qui  reçoit  la  radiation.  Pour  cela,  on  placera,  der- 
rière la  fenêtre,  des  plaques  épaisses  de  divers  métaux  P, 
réunies  à  l'aiguille  fixe  de  l'électromètre  E,  l'autre  aiguille 
étant  à  la  terre  en  même  temps  que  la  cage.  On  étudiera 
ensuite  la  transparence  des  corps  en  les  plaçant,  en  lames 
plus  ou  moins  épaisses,  devant  la  fenêtre.  Enfin,  on  cher- 
chera à  reconnaître  l'influence  du  milieu  ambiant. 

Ce  procédé  présente,  sur  la  méthode  photographique, 
l'avantage  d'être  beaucoup  plus  rapide  et  d'offrir  moins 
d'arbitraire  dans  l'interprétation  des  résultats.  Bien  que 
son  mécanisme  soit  encore  insuffisamment  connu,  c'est, 
pour  le  moment,  la  meilleure  méthode  d'étude  quantita- 
tive des  rayons  de  Rôntgen. 

La  rapidité  de  la  décharge  dépend  du  récepteur;  MM.  Be- 
noist  et  Hurmuzescu  ont  trouvé  que  l'électricité  se  perd 
d'autant  plus  vite  que  le  corps  est  plus  opaque  aux  rayons; 
ainsi,  le  platine  se  décharge  environ  deux  fois  plus  vite  que 
l'aluminium  dans  un  môme  milieu  gazeux;  le  zinc  amal- 
gamé perd  encore  plus  vite  sa  charge,  mais  il  faut  observer 
que,  lé  récepteur  étant  semi-liquide,  les  phénomènes 
d'évaporation  ou  de  désagrégation  ont  pu  être  plus  abon- 
dants. Pour  des  plaques  très  minces,  l'action  augmente 
avec  l'épaisseur  jusqu'à  une  certaine  limite. 

MM.  Benoist  et  Hurmuzescu  ont  trouvé  que,  si  l'on  a  soin 
d'enfermer  tout  l'appareil,  et  de  soustraire  les  isolants  à 
des  actions  extérieures,  la  décharge  de  l'électromètre  est 
complète,  quel  que  soit  le  signe  de  la  charge  initiale. 

M.  Righi,  au  contraire,  pense  qu'il  reste  toujours  dans 
l'électromètre  une  charge  positive.  Il  nous  semble  que  ses 
expériences  ont  pu  être  faussées  par  l'action  du  diélec- 
trique. 


90  SECONDE    PAUTIE. 

Comme  MM.  Benoist  et  Hurmuzescu,  M.  J.-J.  Thomson 
trouve  une  décharge  complète  de  l'électroscope,  quel  que 
soit  le  signe  de  la  charge.  En  laissant  le  tube  en  commu- 
nication avec  la  pompe,  il  a  reconnu  que  la  décharge  com- 
mence au  moment  précis  où,  le  vide  étant  poussé  assez 
loin,  on  voit  apparaître  les  véritables  rayons  cathodiques. 

Cette  action  des  rayons  de  Rôntgen  ne  se  produit  pas 
seulement  dans  l'air;  un  corps  entièrement  noyé  dans  la 
paraffine,  et  conservant  indéfiniment  sa  charge  dans  les 
circonstances  ordinaires,  la  perd  rapidement  lorsqu'on  en- 
voie un  faisceau  de  rayons  Rôntgen  sur  l'isolant. 

Deux  paires  d'électrodes  furent  noyées  dans  de  la  paraf- 
fine, formant  les  quatre  angles  d'un  carré  ;  le  bloc  étant  fixe, 
ainsi  que  tout  l'appareil,  on  chargea  successivement  les 
deux  paires  d'électrodes  à  des  potentiels  différents;  le  tout 
était  orienté  de  telle  façon  que  les  rayons  traversaient  la 
paraffine  parallèlement  à  la  ligne  joignant  l'une  des  paires 
d'électrodes.  Dans  ces  conditions,  il  n'a  pas  été  possible 
de  déterminer  une  influence  de  l'orientation  du  rayon  sur 
le  phénomène. 

D'une  manière  générale,  tous  les  diélectriques  semblent 
devenir  conducteurs  pendant  le  passage  des  rayons  Rônt- 
gen. M.  J.-J.  Thomson  s'explique  nettement  sur  la  cause 
probable  de  cette  action.  Des  expériences  particulières  lui 
ayant  montré  que  la  perte,  dans  un  gaz,  est  proportion- 
nelle à  la  racine  carrée  de  sa  densité,  il  en  conclut  que  la 
décharge  est  due  à  l'ionisation  du  gaz,  dissocié  par  les 
rayons.  Les  lois  de  la  dissociation  ont,  en  effet,  une  allure 
semblable  à  celle  qui  a  été  trouvée  pour  la  déperdition 
des  charges  (^)  ;  lorsque  la  dissociation  est  faible,  le  nombre 


(  '  )  M.  Riglii  est  arrivé  à  un  résultat  analogue  en  ce  qui  concerne  la 
marche  générale  du  phénomène. 


CHAP.    VI.    —    LES    RAYONS    X.  91 

des  ions  est  proportionnel  à  la  racine  carrée  de  la  densité. 

Suivant  M.  Thomson,  la  déperdition  est  plus  rapide  dans 
l'acide  carbonique  que  dans  l'air,  et  moins  rapide  dans 
l'hydrogène;  elle  est  très  rapide  dans  les  halogènes  et  la 
vapeur  de  mercure. 

M.  Thomson  a  trouvé,  en  outre,  qu'une  masse  d'air  tra- 
versée par  les  rayons  X  conserve  pendant  un  instant  la 
faculté  de  décharger  les  corps  électrisés.  On  le  montre  en 
mettant  l'électromètre  à  l'abri  des  rayons,  tandis  que  l'on 
dirige  sur  son  récepteur  l'air  qu'ils  traversent. 

La  symétrie  des  propriétés  des  gaz,  par  rapport  aux  deux 

'électricités,  montre  bien  qu'il  s'agit  ici  d'une  modification 

de  la  molécule,  et  non  d'une  charge  électrique.  Il  serait 

particulièrement  intéressant,  à  ce  point  de  vue,  de  répéter 

l'expérience  avec  des  gaz  monoatomiques. 

MM.  Benoist  et  Hurmuzescu  ont  retrouvé,  par  des  expé- 
'  riences  encore  inédites,  la  loi  de  la  racine  carrée  de  la 
densité  pour  un  même  gaz;  mais  ils  en  ont  singulièrement 
étendu  la  portée  en  démontrant  qu'elle  reste  vraie  pour 
différents  gaz  ;  elle  peut  donc  être  énoncée  dans  les  termes 
suivants  : 

Quel  que  soit  le  milieu  gazeux  entourant  un  même  récepteur 
des  rayons  X d'une  qualité  et  d'une  intensité  données,  la  vi- 
tesse de  déperdition  des  charges  électriques  est  proportionnelle 
à  la  racine  carrée  de  la  densité  du  gaz. 

Dans  l'idée  de  MM.  Benoist  et  Hurmuzescu,  la  déperdition 
des  charges  se  fait  par  convection,  sans  ionisation;  les 
phénomènes  étudiés  par  M.  Piltchikofî  et  par  M.  Lafay  se 
ramèneraient  ainsi  plus  facilement  peut-être  à  l'ensemble 
de  ceux  que  l'on  connaît.  Du  reste,  ces  phénomènes  ne 
sont  pas  isolés;  on  leur  rattacherait  aisément  ceux  que 
présentent  les  corps  soustraits  à  l'action  des  rayons  X,  et 


92  SECONDE    PARTIE. 

qui  prennent  un  potentiel  limite  dans  chaque  gaz.  Mais  ces 
phénomènes  sont  encore  insuffisamment  connus,  et  l'on 
ne  pourra  en  faire  la  synthèse  qu'après  de  nombreuses 
expériences. 

Les  diélectriques  sont  aussi  déchargés  par  les  rayons. 
M.  Righi  l'a  montré  par  l'expérience  suivante  :  Une  plaque 
d'ébonite  ou  d'un  autre  corps  isolant  est  d'abord  électrisée 
uniformément,  puis  soumise  à  l'action  des  rayons  avec 
interposition  partielle  de  corps  opaques.  La  plaque  est 
ensuite  saupoudrée  du  mélange  classique  de  soufre  et  de 
minium;  suivant  le  signe  de  l'électrisation  primitive,  l'une 
ou  l'autre  de  ces  substances  s'attache  aux  portions  proté- 
gées par  l'écran  et  dessine  son  contour.  En  revanche, 
suivant  M.  Piltchikoff,  les  couches  doubles  d'électricité 
sont  très  peu  affectées  par  les  rayons. 

Nous  avons  rappelé  (7)  que  la  lumière  ultra- violette 
traversant  un  gaz  lui  communique  la  propriété  de  déchar- 
ger les  corps  électrisés,  en  même  temps  qu'elle  produit  sa 
dissociation  partielle.  Il  existe  toutefois,  entre  les  deux  phé- 
nomènes, une  différence  dont  il  n'est  pas  encore  possible 
d'estimer  l'importance  :  les  rayons  de  Rôntgen  agissent 
indifféremment  sur  les  deux  électricités;  la  lumière  ultra- 
violette, au  contraire,  ne  semble  avoir  d'action  que  sur 
les  charges  négatives. 

33.  Électrisation  de  la  trajectoire  des  rayons.  —  On 

peut  rattacher  aux  propriétés  que  nous  venons  de  signa- 
ler de  curieuses  expériences  de  M.  Lafay  concernant  le  pas- 
sage des  rayons  X  à  travers  une  plaque  de  métal  électrisée. 
Une  feuille  mince  d'argent,  fermant  la  fente  d'une 
plaque  de  plomb,  porte  en  son  axe  un  fil  de  platine.  Le 
faisceau  des  rayons  X,  tombant  sur  la  lame,  est  limité 
par  une  première  fente.  On  s'assure  d'abord  que  le  passage 


CHAP.    VI.    —    LES    RAYONS    X.  93 

des  rayons  entre  les  pôles  d'un  électro-aimant,  au  sortir 
de  la  seconde  plaque,  ne  déplace  pas  l'image  du  fil  de  pla- 
tine, puis  on  électrise  la  lame  d'argent;  on  obtient  alors 
une  déviation  de  l'image  qui  change  de  sens  avec  celui 
du  champ  et  le  signe  de  l'électrisation. 

Les  rayons  sont  également  déviés  si  l'on  place  le  champ 
magnétique  en  amont  de  la  lame  électrisée. 

M.  Lafay  pense  que  les  rayons  électrisés  reprennent  les 
propriétés  des  rayons  cathodiques  qu'ils  avaient  en  partie 
perdues  à  la  traversée  des  parois  du  tube.  La  dernière 
expérience  conduirait  plutôt  à  penser  que  le  filet  suivant 
lequel  passe  les  rayons  devient  conducteur,  et  que  les  ions 
sont  transportés  par  les  rayons  suivant  le  principe  connu. 
On  sait,  en  effet,  que  les  radiations  exercent  sur  tout  corps 
qui  les  absorbe  ou  les  réfléchit  partiellement  un  effort 
proportionnel  à  la  puissance  arrêtée  par  le  corps  et  inver- 
sement proportionnel  à  la  vitesse  de  propagation  du  rayon. 
Il  faut  convenir,  toutefois,  que  cette  théorie  semble  insuffi- 
sante. Celle  de  MM.  Benoist  et  Hurmuzescu  est  plus  simple. 

34.  Durée  de  l'extinction  des  rayons.  —  MM.  J.  Ghap- 
puis  et  E.  Nugues  ayant  installé  sur  la  tige  d'un  interrup- 
teur Foucault,  monté  en  trembleur  rapide,  une  fente 
étroite  derrière  laquelle  on  recevait,  sur  une  plaque  pho- 
tographique, les  rayons  émanés  d'un  tube  placé  à  une 
distance  de  16"=™,  on  reconnut  qu'après  36000  passages  de 
la  fente,  l'image  photographique  était  parfaitement  nette. 
Si  l'on  admet  que  l'on  puisse  commettre,  sur  l'estimation 
de  la  position  des  bords  de  la  fente,  une  erreur  de  0"'"\2,  on 
conclut  de  cette  expérience,  étant  données  les  constantes 
de  l'appareil,  que  la  durée  d'extinction  des  rayons  est  infé- 
rieure à  un  dix-millième  de  seconde. 

Nous  savons,  par  les  mesures  de  M.  J.-J.  Thomson  sur 


94  SECONDE     PARTIE. 

les  rayons  cathodiques,  que  la  durée  de  la  période  initiale 
de  l'excitation  lumineuse  dans  les  tubes  peut  être  réduite 
au-dessous  d'un  millionième  de  seconde,  par  un  dispositif 
convenable,  la  durée  d'extinction  de  l'émission  visible 
étant  toujours  beaucoup  plus  considérable.  La  durée  d'ex- 
tinction des  écrans  actionnés  par  les  rayons  X  n'a  pas 
encore  été  mesurée. 

Nous  savons,  en  tout  cas,  par  ces  expériences,  que  l'ac- 
tion primaire  des  rayons  est  très  subite.  On  se  trouverait 
alors  dans  les  conditions  où,  suivant  le  capitaine  Abney,  on 
augmenterait  l'action  photographique  dans  une  proportion 
beaucoup  plus  forte  que  l'éclairement  de  la  plaque. 

35.  Transmission  des  rayons  X.  —  Les  trois  réactions 
caractéristiques  des  rayons  X  —  actions  lumineuses,  pho- 
tographiques et  électriques  —  ont  été  employées  à  l'étude 
de  la  transmission  de  ces  rayons  dans  les  corps.  Chacune 
des  méthodes  possède  des  avantages  particuliers.  La  pre- 
mière donne  avec  une  grande  simplicité  des  résultats 
qualitatifs.  La  seconde  sera  employée  avec  avantage  pour 
l'étude  des  lois  de  la  réfraction  et  de  la  réflexion  des  rayons. 
La  troisième,  qui  est  en  rnôme  temps  la  plus  sensible  et  la 
plus  propre  aux  mesures,  servira  surtout  à  déterminer  les 
facteurs  qui  influent  sur  la  transmission  des  rayons  dans 
les  corps,  ou,  plus  généralement,  dans  tous  les  cas  où  les 
recherches  porteront  particulièrement  sur  l'intensité  des 
phénomènes. 

M.  Chabaud  a  confirmé  la  grande  opacité  du  platine  aux 
rayons  X;  il  a  trouvé  que  le  mercure  se  comporte  d'une 
façon  à  peu  près  identique,  tandis  que  la  plupart  des 
autres  métaux  présentent  une  transparence  appréciable. 

D'après  M.  Chabaud,  les  verres  à  luminescence  jaune  ou 
verte  sont  assez  transparents,  tandis  que  le  cristal  à  base 


CHAP.    VI.    —    LES    RAYONS    X.  95 

de  plomb,  dont  la  luminescence  est  bleue,  est  doué  d'une 
très  grande  opacité.  Cette  propriété  suffit  pour  expliquer  le 
peu  d'action  des  tubes  en  cristal.  Le  verre  d'urane  possède 
une  transparence  comprise  entre  celles  du  verre  ordinaire 
et  du  cristal. 

M.  Meslans  a  trouvé  que  le  carbone  et  ses  composés,  avec 
l'hydrogène,  l'oxygène  et  l'azote,  sont  généralement  très 
transparents  ;  mais  l'addition  d'un  métal  ou  d'un  métalloïde 
à  une  molécule  organique  augmente  beaucoup  son  opacité. 
Ces  résultats  ont  été  confirmés  par  toutes  les  recherches 
ultérieures.  On  s'explique  ainsi  pourquoi  les  chairs  sont 
aisément  traversées  par  les  rayons,  alors  que  les  os  le  sont 
beaucoup  moins.  La  seule  différence  de  densité  est,  en 
effet,  loin  de  rendre  compte  de  la  différence  de  transpa- 
rence de  ces  organes. 

Il  faut  toutefois  faire  exception  pour  les  substances  qui 
composent  les  milieux  de  l'œil,  si  transparents  aux  rayons 
du  spectre  visible.  D'après  MM.  de  Rochas  et  Dariex,  ces 
milieux  présentent  aux  rayons  X  des  opacités  diverses, 
mais  assez  fortes.  On  sait,  du  reste,  que  l'opacité  du 
cristallin  limite  seule  le  spectre  visible  du  côté  du  violet. 

On  pouvait  conclure  des  mesures  de  MM.  Meslans  et 
Ghabaud  que  le  diamant  et  le  jais,  qui  n'est  autre  chose 
qu'un  lignite,  sont  beaucoup  plus  transparents  que  leurs 
imitations  obtenues  en  général  avec  un  cristal  à  l'oxyde 
de  plomb.  MM.  Gascard  et  Buguet  ont  confirmé  cette  idée 
par  des  expériences  directes,  qui  ont  révélé  une  grande 
différence  d'opacité  entre  les  diamants  vrais  ou  faux,  les 
jais  naturels  ou  imités. 

Les  mêmes  principes  permettent  de  déceler  un  grand 
nombre  de  falsifications  de  substances  organiques  dont  il 
suffit  de  posséder  de  très  petites  quantités.  M.  Ranwez  a 
pu,  par  ce  moyen,  reconnaître  immédiatement  l'adulte- 


96  SECONDE    PARTIE. 

ration  du  safran  par  du  sulfate  de  baryum;  on  trouverait, 
de  la  même  façon,  la  teneur  du  caoutchouc  ou  des  soies 
en  substances  minérales  qu'on  y  incorpore  pour  en  aug- 
menter la  masse. 

MM.  Girard  et  Bordas  ont  employé  les  rayons  de  Rôntgen 
à  révéler  la  structure  d'engins  explosibles  divers,  sans 
danger  pour  l'opérateur  chargé  de  cette  besogne,  particu- 
lièrement délicate  dans  le  cas  d'appareils  secrets  ;  ils  ont 
pu,  non  seulement  découvrir  des  cavités  suspectes  dans  des 
objets  d'apparence  inoffensive,  mais  encore  caractériser, 
par  leur  opacité,  certains  explosifs,  tels  que  les  poudres 
chloratées,  les  nitro-celluloses,  ou  le  fulminate  de  mercure. 

Enfin,  MM.  Battelli  et  Garbasso,  qui  ont  examiné  un  grand 
nombre  de  corps,  ont  reconnu,  à  peu  d'exceptions  près,  que 
l'ordre  des  opacités  était  aussi  celui  des  densités;  mais  la 
première  de  ces  propriétés  varie  beaucoup  plus  vite  que 
la  seconde.  On  remarquera  toutefois  que  le  cristal,  le 
spath  fluor,  le  quartz,  qui  sont  très  opaques,  ne  figurent 
pas  dans  leur  Tableau,  dont  ils  troubleraient  certainement 
l'ordonnance. 

C'est  dans  la  poursuite  de  ces  études  combinées  avec 
l'examen  des  diverses  radiations  émanées  du  tube  que  l'on 
trouvera  sans  doute  les  applications  pratiques  les  plus 
fructueuses  de  la  méthode. 

36.  Composition  des  rayons  X.  —  Cette  propriété  si  im- 
portante des  rayons  n'a  été  que  peu  étudiée  jusqu'ici; 
toutefois,  les  expériences  faites  avec  des  tubes  différents 
ou  avec  le  même  tube  montrent  que  ces  rayons  ne  pos- 
sèdent pas  tous  au  même  degré  le  pouvoir  de  traverser 
les  corps  semi-transparents.  Ainsi,  MM.  Benoist  et  Hurmu- 
zescu  ont  trouvé,  pour  un  même  tube,  que  la  proportion 
de  la  radiation  transmise  par  l'aluminium,  ramenée  à  une 


CHAP.    VI.    —    LES    RAYONS    X.  97 

lame  de  0'"™,!,  variait  suivant  l'épaisseur  d'où  elle  était 
déduite,  en  supposant  la  loi  d'absorption  représentée  par 
une  seule  exponentielle.  Ils  ont  trouvé,  pour  un  même 
tube,  des  coefficients  de  transmission  de  l'aluminium 
compris  entre  0,85  et  0,9,  l'unité  de  longueur  étant  O'""^,!. 
Un  autre  tube  a  donné  un  coefficient  égal  à  0,78.  En- 
fin, M.  Rôntgen  ayant  obtenu  un  effet  mesurable  au  tra- 
vers d'une  plaque  d'aluminium  de  15""\  il  paraît  certain 
que  les  rayons  recueillis  derrière  la  jjlaque  avaient  un 
coefficient  de  transmission  encore  plus  considérable.  En 
supposant  que  ce  coefficient  fût  égal  à  0,9  pour  les  rayons 
dont  parle  M.  Rôntgen,  on  n'aurait  dû  retrouver,  derrière 
la  plaque,  que  le  dix-millionième  environ  de  la  radiation 
primitive;  l'action  aurait  sans  doute  été  insensible. 

MM.  Benoist  et  Hurmuzescu  en  concluent  que  les  rayons  X 
forment  un  ensemble  hétérogène,  comme  une  sorte  de 
spectre  ;  cette  conclusion  était  probable  a  priori.  Il  en  ré- 
sulte que  les  coefficients  de  transmission  ne  sont  compa- 
rables que  s'ils  se  rapportent  à  des  rayons  identiques. 

Nous  avons  indiqué  déjà,  comme  un  fait  probable,  que 
la  sensibilité  relative  des  écrans  phosphorescents  varie 
suivant  le  tube  au  moyen  duquel  on  les  actionne.  Plusieurs 
observateurs  ont  trouvé,  en  outre,  des  différences  analogues 
entre  l'action  lumineuse  et  l'action  photographique.  Les 
tubes  doivent  être  adaptés  spécialement  à  l'un  ou  l'autre 
des  effets  que  l'on  veut  obtenir.  S'il  est  vrai  que  les  rayons  X 
soient  de  même  nature  que  les  «  rayons  de  décharge  »  étu- 
diés par  M.  Wiedemann,  leur  complexité  résulterait  déjà 
de  ses  expériences. 


98  SECONDE    PARTIE. 


CHAPITRE   VII. 

ESSAI    DE   THÉORIE. 


37.  Rayons  cathodiques.  —Nous  considérerons  mainte- 
nant comme  suffisamment  établi  que,  dans  l'ensemble  des 
phénomènes  que  nous  venons  de  décrire,  les  rayons  ca- 
thodiques jouent  simplement  le  rôle  d'excitateurs  des 
rayons  X,  mais  possèdent  des  propriétés  bien  distinctes  de 
celles  de  ces  derniers.  Si  donc  on  se  borne  à  étudier  la 
nature  du  phénomène  sans  remonter  à  ses  causes,  on 
pourra  séparer  entièrement  la  théorie  de  ces  deux  espèces 
de  rayons. 

Quelques-unes  des  objections  faites  à  la  théorie  maté- 
rialiste des  rayons  cathodiques  provenaient  de  ce  qu'ils 
avaient  été  souvent  mélangés  de  rayons  Rôntgen.  Gela  ne 
parait  pas  douteux  pour  certaines  expériences  de  M.  Gold- 
stein  et  de  M.  Lenard  que  nous  avons  rapportées. 

Les  faits  positifs  qui  ont  conduit  à  la  théorie  du  bom- 
bardement sont  suffisamment  établis  pour  que  nous 
n'ayons  pas  à  y  revenir.  Il  nous  suffira  de  réfuter  quel- 
ques-unes des  objections  faites  à  cette  théorie. 

Nous  avons  montré  déjà  (24)  que  les  arguments  tirés  de 
l'absence  d'un  déplacement  des  raies  ne  conduit  pas  à 
admettre  qu'il  n'y  ait  pas  un  mouvement  rapide  des  mo- 
lécules au  voisinage  de  la  cathode;  suivant  M.  Goldstein, 


CHAP,     VII.    —    ESSAI    DE    THÉORIE.  99 

l'effet  lumineux  ne  se  produit  que  lorsque  les  rayons,  pri- 
mitivement invisibles,  rencontrent  un  obstacle  solide  (19). 
Hertz  a  étendu  cette  idée  à  une  vapeur  localisée  dans  le 
tube  (21).  Enfin,  M.  Lenard  a  montré  que  la  luminescence 
pouvait  aussi  se  produire  dans  l'air  autour  de  la  fenêtre 
de  l'appareil  (22).  Les  solides  frappés  par  les  rayons 
n'effectuent  certainement  aucun  mouvement  d'ensemble. 
Quant  aux  gaz  possédant  une  densité  appréciable  à  l'en- 
droit où  ils  absorbent  les  rayons,  ils  se  comportent  sui- 
vant les  principes  de  la  théorie  cinétique.  Les  premières 
molécules  frappées  par  les  rayons  prennent  une  grande 
vitesse  de  translation,  qui  se  répartit,  sur  un  espace  très 
court,  entre  les  molécules  voisines. 

Hertz  avait  pensé  pouvoir  conclure  de  ses  expériences 
suri' action  électromagnétique  que  la  décharge  ne  passe  pas 
par  les  rayons  cathodiques.  Modifions  cette  conclusion  en 
disant  qu'il  se  dissipe,  par  ces  rayons,  une  très  petite  partie 
de  la  charge  de  la  cathode  ;  nous  serons  alors  également 
d'accord  avec  le  résultat  négatif  de  Hertz  et  les  expériences 
positives  de  M.  Perrin;  ces  dernières  sont,  en  effet,  seule- 
ment qualitatives,  et  la  faible  capacité  d'un  électromètre 
permet  de  déceler  le  transport  convectif  d'une  très  petite 
quantité  d'électricité;  la  charge  relativement  considérable 
des  ions  libres  permet  de  supposer  que  cette  électricité  est 
liée  à  une  quantité  de  matière  prodigieusement  faible. 

On  pourrait  objecter  aux  conclusions  de  M.  Perrin  les 
arguments  que  fournissent  les  rayons  X  eux-mêmes,  dont 
l'action  électrique  est  bien  nette  ;  le  changement  de  la  dé- 
charge produite  par  ces  rayons  en  une  charge  observée 
par  M.  Perrin  s'expliquerait  à  la  rigueur  par  une  pertur- 
bation. Mais  alors  on  ne  pourrait  plus  rendre  compte  du 
fait  que  le  phénomène  disparaît  lorsqu'on  éloigne  les 
rayons  cathodiques  de  Ventrée  de  la  cage. 


100  SECONDE    PARTIE. 

L'énorme  vitesse  des  rayons  ne  doit  pas  surprendre; 
M.  J.-J.  Thomson  a  montré,  par  un  calcul  élémentaire, 
qu'elle  résulte  des  forces  très  considérables  en  jeu  au  voi- 
sinage de  la  cathode. 

D'autre  part,  il  est  suffisamment  établi  que  les  gaz  peu- 
vent être  électrolysés,  et  que,  même  en  dehors  de  toute 
action  électrique,  la  lumière  ultra- violette  provoque  leur 
décomposition  et  la  rupture  de  la  molécule  en  ions  libres. 
Ce  n'est  donc  plus  à  la  molécule  que  nous  avons  affaire, 
mais  bien  à  l'atome  isolé.  La  théorie  cinétique  ne  tient  pas 
compte  de  ce  nouvel  élément,  et  le  calcul  du  chemin 
moyen  ne  s'y  applique  pas.  Il  nous  semble  donc  que  l'ob- 
jection de  M.  Goldstein,  tirée  du  fait  que. le  rayon  catho- 
dique se  propage  bien  au  delà  de  ce  que  le  calcul  indique, 
tombe  d'elle-même  du  moment  où  l'on  substitue  l'atome  à 
la  molécule. 

La  même  substitution  explique  la  facilité  avec  laquelle 
les  rayons  cathodiques  traversent  les  corps  solides;  la 
remarquable  proportionnalité,  découverte  par  M.  Lenard, 
entre  l'extinction  et  la  masse  traversée,  sans  action  sélec- 
tive, sera  une  conséquence  de  l'hypothèse  mécanique. 

Nous  avons  vu  que,  dans  un  électrolyte  liquide,  les  ions 
traversent  sans  résistance  appréciable  des  feuilles  minces 
de  métal;  ici,  la  théorie  matérialiste  semble  irréfutable. 
On  accordera  dès  lors  sans  peine  aux  ions  tirés  de  la  molé- 
cule gazeuse  les  mêmes  propriétés. 

N'oublions  pas  que  les  atomes  formant  le  support  des 
rayons  cathodiques  sont  animés  d'une  vitesse  de  200  kilo- 
mètres par  seconde,  et  que  1  gramme  de  matière  doué  de 
cette  vitesse  posséderait  la  même  énergie  cinétique  qu'une 
locomotive  de  plus  de  60  tonnes  lancée  à  la  vitesse  de 
80  kilomètres  à  l'heure.  On  admettra  sans  difficulté  que 
ces  atomes  traversent  une  feuille  de  métal  imperméable 


CII.VP.     VII.    —    ESSAI    DE    THÉORIE.  101 

aux  molécules  possédant  seulement  la  vitesse  moyenne 
que  leur  assigne  la  théorie  cinétique. 

D'où  provient  cette  dissociation  des  gaz  contenus  dans 
le  tube  ?  Il  n'çst  pas  difficile  d'en  trouver  la  cause. 

On  sait,  depuis  longtemps,  qu'il  est  des  tubes  de  Hit- 
torf  récalcitrants,  impossibles  à  actionner  seuls,  et  qui  de- 
viennent lumineux  sous  l'influence  d'une  autre  ampoule. 
MM.  Wiedemann  et  Ebert  ont  trouvé  aussi  que  la  lumière 
ultra- violette  a  une  action  notable  sur  l'éclat  d'un  tube,  au 
début  de  l'expérience  ;  cette  action  va  en  s'afîaiblissant,  et, 
lorsque  le  tube  est  en  pleine  marche,  elle  cesse  complète- 
ment. 

Ce  phénomène  s'accorde  absolument  avec  lo  fait  que  la 
lumière  ultra-violette  ionise  les  gaz.  Un  tube  est  isolant 
lorsqu'il  ne  contient  pas  un  nombre  suffisant  d'ions  libres. 
Dès  qu'on  en  a  produit  dans  son  intérieur,  la  décharge 
passe,  et  le  même  état  s'entretient  de  lui-même  soit  par 
la  lumière  ultra-violette  qui  existe  généralement  dans  le 
tube,  soit  par  les  rayons  de  Rôntgen;  nous  savons,  en 
effet,  sans  préjuger  de  leur  nature,  qu'ils  produisent  l'io- 
nisation des  gaz  qu'ils  traversent. 

Il  ne  nous  reste  que  cjuelques  mots  à  dire  d'une  ingé- 
nieuse théorie  émise  par  M.  Jaumann,  avant  la  découverte 
de  M.  Rôntgen. 

L'idée  de  M.  Jaumann  a  pour  point  de  départ  l'obser- 
vation qu'il  fit,  il  y  a  quelques  années  déjà,  d'une  sorte  de 
surface  d'interférence  entre  deux  cathodes  parallèles.  Cette 
surface  occupe  exactement  le  plan  moyen  entre  ceux  des 
électrodes  négatives  lorsque  les  fils  qui  y  conduisent  ont 
exactement  la  même  longueur;  le  phénomène  devient,  au 
contraire,  diffus  si  les  chemins  sont  différents.  Les  dimen- 
sions de  son  appareil  conduisent  M.  Jaumann  à  attribuer 


102  SECONDE    PARTIE. 

aux  rayons  une  durée  d'oscillation  de  l'ordre  du  milliar- 
dième  de  seconde. 

M.  Jaumann  part  ensuite  de  l'hypothèse  que  le  pouvoir 
inducteur  spécifique  et  la  perméabilité  m^ignétique  de 
l'espace  traversé  par  des  décharges  électriques  sont  va- 
riables. Il  est  ainsi  amené  à  ajouter  aux  équations  de 
Maxwell  des  termes  qui  contiennent  les  dérivées  de  ces 
quantités,  et  que  l'on  avait  considérés  comme  nuls. 

L'une  des  conséquences  de  cette  idée  est  précisément 
l'existence  d'ondes  longitudinales  dans  les  gaz  raréfiés 
soumis  aux  décharges  électriques.  Ces  ondes  seraient  de 
natures  diverses,  suivant  les  conditions  de  leur  production, 
et  posséderaient  quelques-unes  des  propriétés  des  rayons 
cathodiques.  Mais  les  hypothèses  primitives  de  M.  Jaumann 
ne  rendent  pas  compte  de  tous  les  phénomènes.  Suivant 
M.  H.  Poincaré,  les  équations  de  M.  Jaumann  représentent 
des  rayons  qui  suivraient  les  lignes  de  force  et  ne  seraient 
pas  déviés  par  l'aimant. 

M.  Jaumann  a  cru  pouvoir  répondre  à  ces  critiques.  Mais 
la  discussion  revêt  un  caractère  mathématique  trop  spé- 
cial pour  qu'il  soit  possible  d'en  donner  ici  l'analyse. 

38.  Rayons  X.  —  Les  trois  idées  par  lesquelles  on  a 
cherché  à  expliquer  les  rayons  cathodiques  se  retrouvent 
dans  la  théorie  des  rayons  X.  Si  invraisemblable  que  soit 
la  théorie  matérialiste  de  ce  phénomène,  on  y  a  encore  eu 
recours  au  début  des  travaux  auxquels  il  a  conduit  (  ^  ) .  Nous 


(M  Bans  un  article  paru  dans  Electrlcal  Review  (11  et  18  mars  1896),  où 
il  décrit  de  très  remarquables  expériences  sur  lesquelles  nous  reviendrons, 
M.  Tesla  développe  Fhypotlièse  matérialiste  des  rayons  X.  Il  voit  la  preuve 
de  cette  idée  dans  le  fait  que  ces  rayons,  traversant  le  cerveau  d'une  per- 
sonne, produisent  la  somnolence  avec  une  sensation  de  chaleur  et  l'impres- 
sion que  le  temps  s'écoule  rapidement;  il  faut  convenir  que  cette  preuve  est 
bien  détournée.  M.  Tesla  pense,  en  outre,  que  l'on  pourrait  employer  les 


CHAP.    VU.     —    ESSAI    DE    THÉORIE.  103 

avons  vu  que  l'on  pouvait,  en  elFet,  considérer,  avec  une 
apparence  de  vraisemblance,  les  rayons  X  comme  un  cas 
particulier  des  rayons  cathodiques  possédant  un  minimum 
des  propriétés  qui  les  caractérisent.  L'absence  de  déviation 
par  l'aimant,  vérifiée  avec  beaucoup  de  soin  par  M.  Oliver 
Lodge,  s'expliquerait  par  la  décharge  complète  des  parti- 
cules électrisées  traversant  le  tube  de  Crookes.  Il  nous 
semble,  toutefois,  que  la  prodigieuse  perméabilité  des 
corps  pour  ces  rayons  et  l'absence  de  diffusion  en  dehors 
du  tube,  alors  qu'elle  est  complète  dans  ses  parois,  opposent 
un  insurmontable  obstacle  à  leur  théorie  matérialiste. 

Les  vibrations  longitudinales,  telles  que  les  a  imaginées 
M.  Jaumann,  ne  s'adaptent  pas  mieux  à  plusieurs  des  pro- 
priétés essentielles  de  ces  rayons.  Cependant,  cette  idée, 
sous  sa  forme  la  plus  générale,  ne  doit  pas  être  rejetée 
sans  examen. 

Bien  que,  dans  le  Mémoire  provisoire  de  M.  Rôntgen, 
l'idée  de  l'oscillation  longitudinale  ne  soit  appuyée  d'au- 
cun raisonnement,  le  seul  fait  que  l'éminent  professeur  l'a 
émise  comme  possédant  un  certain  degré  de  probabilité, 
lui  donne,  en  cette  occasion,  une  très  grande  importance. 
Comme  le  dit  M.  Lodge,  «  il  faut  écouter  celui  qui  vit  au 
milieu  des  phénomènes,  parce  qu'il  peut  souvent  sentir 
intuitivement  pkis  qu'il  ne  pourrait  justifier  et  établir  lo- 
giquement ».  Jusqu'ici  nous  ne  possédons  guère  que  des 
ébauches  de  théories  de  rayons  X,  basées  sur  l'hypothèse 
des  ondes  longitudinales  ;  on  ne  peut,  en  effet,  attribuer 


rayons  X  pour  faire  pénéU-er,  à  l'intérieur  du  corps,  des  substances  médi- 
cinales ;  le  procédé  des  injections  hypodermiques  serait  ainsi  poussé  à  la 
perfection;  cette  métliode  est  encore  suspendue  à  un  fil  bien  ténu.  Les 
expériences  de  M.  Lafay  ont  ramené,  pour  un  instant,  à  la  théorie  maté- 
rialiste, mais  le  fait  que  le  rayon  est  électrisé  en  amont  de  la  plaque  aussi 
bien  qu'après  l'avoir  traversée,  rend  fort  improbables  les  conclusions  que 
l'on  pensait  pouvoir  tirer  des  premières  expériences 


104  SECONDE    PARTIE. 

au  milieu  dans  lequel  elles  sont  engendrées  que  des  pro- 
priétés en  concordance  avec  celles  du  phénomène  dont  on 
veut  rendre  compte  ;  et  il  faut  reconnaître  que  celui  dont 
nous  nous  occupons  est  encore  bien  mal  connu. 

M.  J.-J.  Thomson  a  montré  récemment  que  les  ondes 
longitudinales  peuvent  prendre  naissance  dans  un  milieu 
contenant  des  ions  chargés  en  mouvement,  ou  bien  aussi 
dans  tout  autre  milieu  dans  lequel  l'éther  se  déplace  ;  la 
longueur  des  ondes  possibles  est  alors  de  l'ordre  de  gran- 
deur des  particules  matérielles  qui  se  trouvent  dans  ce  mi- 
lieu. Des  ondes  de  cette  espèce  ne  seraient  pas  réfractées  ; 
mais  nous  avons  vu  qu'il  en  serait  de  même  de  toutes  les 
ondes  extrêmement  courtes. 

Nous  ne  poursuivrons  pas  davantage  l'étude  des  ondes 
longitudinales  qui  ont  déjà  fait  de  courtes  apparitions  dans 
la  Science,  en  présence  d'un  grand  nombre  de  phénomènes 
nouveaux  (^).Il  est  une  opinion,  émise  pour  la  première 
fois  par  Newton,  et  qui  a  été  reproduite  à  diverses  re- 
prises, c'est  que  les  ondes  de  compression  de  l'éther  se- 
raient probablement  capables  d'expliquer  la  gravitation  et 
la  cohésion,  les  plus  mystérieux  de  tous  les  phénomènes 
naturels.  11  serait  donc  prudent  de  garder  en  réserve  ces 
ondes  encore  inconnues  tant  que  l'on  pourra  se  dispenser 
de  les  faire  intervenir  dans  d'autres  phénomènes.  Le  cas 
des  lumières  nouvelles  ne  semble  pas  encore  désespéré. 

Quels  sont  les  arguments  que  l'on  oppose  à  l'idée  que  les 


(')  Après  que  Fresnel  eut  définitivement  abandonné  cette  idée  poui"  l'expli- 
cation des  phénomènes  lumineux,  et  fondé  la  théorie  des  ondes  ti-ansversales, 
Cauchy  y  revint  le  premier  pour  chercher  à  représenter  l'énergie  de  la  vibra- 
tion de  l'éther  qui  apparaît  seulement  sous  forme  de  chaleur  —  la  chaleur 
rayonnante  —  qu'il  considérait,  avec  tous  ses  contemporains,  comme 
différente  de  la  lumière  :  «  Puisque  les  vibrations  transversales  qui  s'exé- 
cutent sans  que  la  densité  varie  représentent  la  lumière,  il  ne  reste,  pour 
représenter  la  chaleur,  que  les  vibrations  longitudinales,  ou,  ce  qui  revient 
au  même,  les  vibrations  accompagnées  d'un  changement  de  densité.  » 


PI.  ITT. 


OEUF  DE  POULE  CONTENAi>JT  UN  POUSSIN. 

RADIOGRAPHIE  OBTENUE  A  L'AIDE  D'UN  TUBE  A  FOYER 

DE  PLATINE. 

Epreuve  de  M.  J.  Chappuis. 


PORTEFEUILLE  CONTENANT  DIVERS  OBJETS. 

Radiographie  exécutée  par  M.  E.  Colardeau,  au  moyen  du  tube  spécial  fig.  18. 


PI.  IV. 


J 


BOITE  EN  BOIS  ASSEMBLÉE  AVEC  DE  PETITS  CLOUS  EN  FER. 

Photographie  à  la  lumière  ordinaire 

et  radiographie  montrant  le  contenu  de  la  boîte. 

Epreuves  de  M.   Albert  Loiidi-'. 


CIIAP.    VII.    —    ESSAI    DE    THÉORIE.  105 

rayons  de  Rontgen  sont  dus  à  des  vibrations  transversales 
de  très  faible  longueur  d'onde? 

En  premier  lieu,  l'absence  de  réfraction  et  la  transpa- 
rence surprenante  des  corps  considérés  comme  les  plus 
opaques  à  tout  mouvement  vibratoire. 

Mais  nous  avons  vu  que  la  question  d'opacité  est  très  rela- 
tive et  semble  soustraite  à  toute  loi  générale.  L'eau  est 
opaque  dans  l'infra-rouge,  l'argent  est  transparent  dans 
l'ultra-violet,  tandis  que  le  verre  y  est  d'une  remarquable 
opacité.  Les  matières  colorantes,  telles  que  la  fuchsine  ouïe 
rouge  de  Magdala,  présentent  une  bande  d'absorption  bien 
délimitée,  à  l'intérieur  de  laquelle  elles  sont  très  opaques, 
pour  redevenir  transparentes  de  part  et  d'autre  de  cette 
bande  (6).  En  môme  temps,  l'indice  de  réfraction  subit  des 
variations  bien  différentes  de  celles  qu'indiquent  les  lois 
ordinaires  de  la  réfraction  :  augmentation  régulière  de 
l'indice  vers  les  faibles  longueurs  d'onde.  Les  expériences 
et  les  théories  connues  avant  la  découverte  des  nouveaux 
rayons  prennent,  à  ce  point  de  vue,  unetrès  grandeimpor- 
tance;  sans  l'addition  d'aucune  hypothèse,  elles  montrent 
que,  pour  les  très  faibles  longueurs  d'onde,  les  corps 
doivent  tendre  vers  la  transparence,  en  même  temps  que 
leur  indice  doit  s'approcher  de  l'unité  (^). 

Quant  à  une  relation  quelconque  entre  la  densité  et 
l'opacité,  que  M.  Rontgen  avait  cru  pouvoir  déduire  de 
ses  premières  recherches,  elle  n'a  pas  été  confirmée  par 
les  expériences  ultérieures.  Sans  doute,  des  corps  très 
denses,  comme  le  platine  ou  le  mercure,  restent  fortement 
absorbants,  mais  cette  coïncidence  peut  n'être  que  fortuite. 
Ainsi,  les  verres  à  base  de  plomb  dont  la  densité  n'est  pas 


C)  Cette  remarque  a  été  utilisée  pour  la  première  fois  par  M.  C.  Raveau 
dans  l'explication  du  phénomène  qui  nous  occupe. 


106  SECONDE    PARTIE. 

très  élevée,  sont  aussi  d'une  assez  grande  opacité.  Les  ac- 
tions sélectives,  que  M.  Rôntgen  avait  déjà  indiquées,  sont 
peut-être  beaucoup  plus  importantes  qu'il  ne  le  pensait. 

Cette  propriété  des  corps  donne  lieu  à  des  vérifications 
inattendues,  si  l'on  part  de  l'idée  que  les  rayons  X  sont 
dus  à  des  oscillations  transversales  très  rapides. 

Le  spath  fluor,  qui  est  d'une  transparence  parfaite  dans 
toute  la  région  du  spectre  explorée  jusqu'ici,  présente  une 
grande  opacité  aux  rayons  X;  or  M.  Carvallo,  appliquant  à 
ce  corps  les  équations  de  Ketteler,  trouve  une  remarquable 
concordance  entre  les  résultats  des  mesures  d'indice  et 
ceux  du  calcul,  s'il  admet  que  ce  corps  possède  une 
bande  d'absorption  voisine  de  la  longueur  d'onde  Of^,l  (^). 

Sans  vouloir,  pour  le  moment,  attribuer  une  importance 
trop  grande  aux  mesures  de  M.  Perrin,  qui,  comme  nous 
l'avons  indiqué,  ont  pu  être  troublées  par  l'absorption,  on 
remarquera  que  le  sens  de  l'indice  de  l'aluminium  pour  les 
rayons  X  concorde  avec  les  prévisions  de  la  théorie  pour 
ia  lumière  ultra-violette. 

L'absence  d'interférence  semble,  a  priori,  opposée  à  l'idée 
d'un  phénomène  analogue  à  ceux  de  l'Optique.  Mais  il  ne 
faut  pas  oublier  que  les  procédés  employés  pour  découvrir 
ces  interférences  ne  les  auraient  pas  fait  apparaître  dans 
le  cas  de  vibrations  deux  ou  trois  fois  plus  rapides  que 
celles  avec  lesquelles  on  a  opéré  jusqu'ici. 

Nous  avons  vu,  enfin,  que  la  lumière  ultra-violette, 
comme  les  rayons  X,  décharge  les  corps  électrisés,  et  que, 
dans  l'un  et  l'autre  cas,  on  peut  attribuer  le  phénomène  à 


C)  E.  Carvallo,  Spectres  calorifiques  [Annales  de  Chimie  et  de  Physique, 
7"  série,  t.  IV;  p.  1,  1S93).  Partant  de  la  formule  suivante  : 

n^  =  a  -1-  -; ■  +  d  1.', 

M.  Carvallo  a  trouvé  c  = +  0,0090,  l'unité  étant  le  micron. 


CHAP.     VII.     —    ESS.Vl    DE    ÏIIKORIE.  107 

l'ionisation  du  gaz  ambiant.  Celte  analogie,  ajoutée  aux 
autres,  est  d'autant  plus  importante  que  cette  action  est 
plus  singulière.  Il  existe,  sans  doute,  une  certaine  diffé- 
rence dans  le  mode  d'action  des  deux  espèces  d'énergie, 
puisque,  dans  un  cas,  les  corps  isolés  chargés  négativement 
sont  seuls  déchargés,  alors  que,  dans  l'autre,  ils  le  sont 
tous  indifféremment.  Toutefois,  il  ne  faudrait  pas  s'arrêter 
à  de  tels  détails,  tant  que  des  différences  de  cette  nature 
resteront  isolées.  Ces  propriétés  des  radiations  pourraient 
aller  en  s'accentuant  à  mesure  que  les  longueurs  d'onde 
se  rapprochent  des  dimensions  moléculaires. 

N'oublions  pas  que  le  mode  d'action  très  différent  des 
ondes  infra-rouges,  visibles  et  ultra- violettes,  sans  parler 
même  des  ondes  électriques,  avait  conduit  les  anciens  phy- 
siciens à  admettre  l'existence  de  trois  espèces  distinctes 
de  rayons  (1),  et  que  la  première  preuve  de  leur  identité 
a  été  trouvée  dans  la  coïncidence  des  raies  dans  les  trois 
spectres. 

On  a  voulu  voir  un  argument  de  plus  dans  le  fait  que  les 
rayons  X  provoquent  la  fluorescence;  mais  il  ne  faudrait  pas 
insister  trop  sur  cette  nouvelle  coïncidence  ;  le  phénomène 
est,  en  effet,  infiniment  plus  compliqué  qu'on  ne  le  pensait 
d'abord.  Les  actions  lumineuses  des  rayons  X  sont,  du 
reste,  le  plus  souvent  -phosphorescentes  et  non  fluorescentes. 

Quant  à  l'augmentation  de  conductibilité  de  certains 
corps  solides,  sous  l'action  des  rayons  X,  on  peut  la  rappro- 
cher des  phénomènes  présentés  par  le  sélénium. 

Les  analogies  entre  les  rayons  X  et  la  lumière  sont  si 
nombreuses  que  l'on  est  tout  naturellement  conduit  à 
admettre  l'identité  de  principe  entre  ces  radiations  qu'un 
examen  superficiel  fait  paraître  si  différentes. 

On  devra  maintenant  imaginer  et  réaliser  les  expériences 
propres   à  mettre  cette  idée  à  l'épreuve.  La  répétition 


108  SECONDE    PARTIE. 

des  expériences  ordinaires  de  l'Optique  avec  les  nouveaux 
rayons  serait  un  bon  argument  en  faveur  de  leur  identité 
avec  les  vibrations  lumineuses.  Les  phénomènes  ont  été 
sans  aucun  doute  rendus  diffus  par  le  fait  qu'on  n'a  utilisé 
jusqu'ici  les  rayons  X  qu'en  dehors  du  tube  à  vide.  Mais 
supposons  que  les  rayons  cathodiques,  frappant  un  ob- 
stacle quelconque  à  l'intérieur  du  tube,  donnent  naissance 
à  un  spectre  complet  et  très  étendu;  on  ne  percevra,  à 
l'extérieur,  que  les  portions  de  ce  spectre  non  absorbées 
par  le  verre,  c'est-à-dire  les  radiations  visibles,  avec  les 
premières  radiations  ultra-violettes,  et  les  radiations  de 
très  courte  longueur  d'onde  pour  lesquelles  tous  les  corps 
doivent  être  perméables. 

On  contrôlerait  aisément  cette  idée  en  étudiant  le  spectre 
à  l'intérieur  du  tube;  l'emploi  des  nouvelles  ampoules  à 
foyer  métallique  intérieur,  que  nous  allons  décrire,  ren- 
drait ces  études  particulièrement  commodes  et  fruc- 
tueuses. M.  Wiedemann  a  déjà  reconnu  que,  parmi  les 
radiations  existant  à  l'intérieur  des  tubes,  les  unes  traver- 
sent le  quartz  ou  le  spath  fluor,  d'autres  sont  arrêtées  par 
ces  cristaux.  C'est  là,  croyons-nous,  l'ébauche  des  expé- 
riences qui  nous  renseigneront  sur  la  vraie  nature  des 
rayons  nouveaux. 

Les  recherches  peuvent  être  longues  et  difficiles.  Il  ne 
faut  pas  oublier,  en  effet,  que  l'Optique  entière  s'est  écha- 
faudée  lentement,  et  que  i^lus  d'une  découverte  est  due  à 
la  circonstance  fortuite  que  certains  cristaux  sont  doués  de 
propriétés  particulières.  Supprimons  tel  corps  de  l'en- 
semble de  ceux  que  nous  fournit  la  nature,  on  supprimera 
du  même  coup  la  connaissance  de  tel  phénomène  impor- 
tant :  celui  de  Hall,  par  exemple. 


CHAP.    VIII.    —    APPLICATIONS.  109 


CHAPITRE  VIII. 

APPLICATIONS. 


39.  Sources  d'énergie  électrique.  —  Les  expériences  de 
recherches  sur  les  tubes  à  vide  ont  été  faites,  le  plus  sou- 
vent, à  l'aide  de  la  bobine  d'induction.  Certains]  obser- 
vateurs, toutefois,  se  sont  servis  de  la  machine  statique, 
ou  de  piles  puissantes.  Warren  de  la  Rue  et  Hugo  Mûller, 
par  exemple,  au  cours  de  leurs  recherches  classiques  sur 
les  décharges  dans  les  gaz,  augmentèrent  successivement 
le  nombre  de  leurs  éléments  au  chlorure  d'argent,  jusqu'à 
dépasser  le  chiffre  de  14  000. 

L'emploi  de  sources  à  courant  continu  et  à  débit  relati- 
vement grand  présente  de  sérieux  avantages  pour  les  études 
théoriques  ;  mais  le  potentiel  exigé  par  les  expériences  sur 
les  nouveaux  tubes  rendrait,  le  plus  souvent,  ces  sources 
impraticables.  Tous  les  opérateurs  qui  travaillent  avec  un 
vide  élevé  se  servent  soit  de  bobines  d'induction,  soit, 
très  exceptionnellement,  de  machines  statiques  à  grand 
débit. 

Dans  la  bobine  d'induction,  un  circuit  primaire,  en  gros 
fil,  agit  sur  un  circuit  secondaire  d'un  grand  nombre  de 
spires  de  fil  généralement  très  fin.  L'ingénieux  système 
d'enroulement  imaginé  par  Ruhmkorff  permet  d'éviter  les 
grandes  différences  de  potentiel  entre  les  points  les  plus 
voisins  à  l'intérieur  de  la  bobine. 


HO  SECONDE    PARTIE. 

Le  courant,  dans  le  circuit  primaire,  étant  successive- 
ment établi  et  interrompu,  la  même  quantité  d'électricité 
traverse  deux  fois,  en  sens  inverse,  la  bobine  secondaire 
lorsqu'elle  est  fermée  sur  un  circuit  métallique;  mais, 
grâce  à  l'induction  propre  du  système,  le  courant  de  rup- 
ture donne  lieu  à  une  variation  de  potentiel  beaucoup  plus 
forte  que  le  courant  de  fermeture;  si  le  circuit  de  la  bo- 
bine contient  un  intervalle  à  étincelle  ou  tout  autre  organe 
susceptible  de  développer  une  résistance  de  la  nature 
d'une  force  contre-électromotrice,  le  courant  de  faible  po- 
tentiel est  arrêté,  tandis  que  l'autre  passe  à  chaque  inter- 
ruption. C'est  ainsi  que  la  bobine,  bien  que  devant  donner 
des  courants  symétriques,  possède  une  polarité,  et  envoie 
en  général  des  courants  interrompus  toujours  de  môme 
direction,  toutes  les  fois  qu'elle  est  en  circuit  avec  un  in- 
tervalle d'air  suffisamment  étendu  ou  un  tube  à  vide. 

Le  courant,  dans  le  circuit  primaire,  est  interrompu  par 
un  organe  spécial,  qui  revêt  des  formes  différentes  suivant 
l'usage  auquel  on  le  destine.  Le  plus  anciennement  em- 
ployé se  compose  d'une  roue  avec  des  secteurs  alternative- 
ment conducteurs  et  isolants  ;  le  corps  de  la  roue  est  en 
métal,  et  reçoit  le  courant  d'un  balai  frottant  sur  son  axe. 
Un  autre  balai  est  à  la  périphérie.  Cet  interrupteur  fonc- 
tionne d'une  façon  parfaitement  régulière,  et  permet  d'at- 
teindre les  vitesses  d'interruption  les  plus  diverses.  Il  pré- 
sente l'inconvénient  d'exiger  un  moteur  séparé,  ce  qui 
augmente  notablement  le  prix  de  la  bobine. 

Foucault  a  imaginé  un  autre  interrupteur  consistant 
essentiellement  en  un  ressort  vertical  portant  un  fléau 
horizontal  muni,  d'un  côté,  d'une  tige  de  platine,  de  l'autre, 
d'un  morceau  de  fer  doux.  Au  repos,  l'extrémité  du  fil  de 
platine  se  trouve  à  proximité  d'une  surface  de  mercure 
recouverte  d'alcool  absolu  bien  propre.  Pour  actionner  la 


CHAP.    VIII.    —    APPLICATIONS.  111 

bobine,  on  plonge  le  fil  de  platine  dans  le  mercure  ;  aussi- 
tôt, le  faisceau  de  fil  de  fer  qui  se  trouve  au  centre  de  la 
bobine  est  aimanté  et  attire  l'extrémité  du  fléau.  Celui-ci 
se  redresse  brusquement  et  l'interruption  se  produit.  Le 
fléau,  n'étant  plus  attiré,  revient  en  arrière,  le  fil  de  pla- 
tine plonge  de  nouveau  dans  le  mercure,  et  ainsi  de 
suite. 

On  peut  faire  varier  entre  des  limites  assez  étendues  la 
période  de  l'interrupteur  en  changeant,  à  l'aide  d'une 
masse  mobile,  son  moment  d'inertie;  toutefois,  l'inter- 
rupteur Foucault  est  surtout  destiné  aux  alternances  peu 
rapides. 

L'interrupteur  à  marteau  dérive  du  Foucault  ;  il  en  dif- 
fère essentiellement  en  ce  que  le  contact  s'établit  entre 
une  garniture  de  platine  de  la  pièce  mobile  et  une  contre- 
plaque  métallique  fixe. 

Cet  interrupteur  permet  les  interruptions  très  rapides, 
surtout  sous  la  forme  que  lui  a  donnée  M.  Marcel  Deprez, 
et  que  construit  M.  Carpentier.  Le  plus  gros  défaut  de 
l'interrupteur  à  marteau  réside  dans  l'usure  rapide  du 
platine.  Ce  métal  est  brûlé  par  l'étincelle  de  rupture,  et  le 
trembleur  se  dérègle  rapidement.  M.  Gaiffe  fait  tourner  la 
contre-plaque  au  moyen  d'une  petite  dynamo  actionnée 
par  une  dérivation  du  courant  primaire.  De  cette  manière, 
l'usure  est  plus  régulière  et  le  réglage  peut  se  conserver 
longtemps. 

Les  interruptions  les  plus  rapides  sont  obtenues  à  l'aide 
d'une  corde  d'acier,  actionnée  par  un  électro-aimant  dont 
elle  coupe  elle-même  le  circuit.  L'excitation  est  ainsi  syn- 
chrone au  mouvement  de  la  corde  et  exige  une  très  faible 
quantité  d'énergie.  On  règle  la  vitesse  en  fixant,  par  un 
chevalet,  la  longueur  libre  de  la  corde.  L'interruption  se 
fait,  comme  dans  le  Foucault,  à  l'aide  de  deux  petits  go- 


112 


SECONDE    PARTIE. 


dets  à  mercure,  dans  lesquels  plongent  des  tiges  de  xjlatine. 
Cet  interrapteur  est  dû  à  M.  W.  Wien. 

Les  oscillations  électriques,  dont  l'étude  a  pris  depuis 
quelques  années  une  si  grande  importance,  peuvent  aussi 
être  utilisées  pour  actionner  les  tubes  à  vide.  Les  pre- 
miers appareils  destinés  à  produire  les  courants  oscilla- 
toires de  haute  fréquence  et  de  grande  intensité  ont  été 
construits  par  M.  d'Arsonval  et  M.  Tesla. 

La  fig.  J5  montre  le  principe  d'un  de  ces  appareils.  Une 
bobine  de  Ruhmkorff  A  est  en  circuit  avec  une  autre  bo- 

Fiff.  15. 


bineB  noyée  dans  l'huile;  un  excitateur  à  étincelles  E  est 
mis  en  dérivation  sur  le  circuit.  La  bobine  A  charge  le 
condensateur  G  qui  se  décharge  à  travers  la  bobine  B  et 
l'excitateur.  Si  les  constantes  du  deuxième  circuit  ont  été 
convenablement  choisies,  la  décharge  est  oscillatoire,  cha- 
que courant  envoyé  par  la  bobine  A  donnant  naissance  à 
une  série  d'oscillations  rapides  allant  en  s'amortissant. 

Dans  les  appareils  ordinaires,  la  fréquence  de  l'oscilla- 
-tion  dans  le  deuxième  circuit  est  comprise  entre  100000  et 


CHAP,    VIII.    —    APPLICATIONS.  113 

1000000  par  seconde.  On  recueille  alors  dans  le  secondaire 
de  la  bobine  des  courants  de  très  haut  potentiel,  oscilla- 
toires comme  ceux  qui  les  excitent,  et  qui  passent  dans 
les  deux  sens  indifféremment  lorsqu'on  met  un  tube  dans 
le  circuit.  Ces  courants,  de  très  grande  fréquence,  pos- 
sèdent la  singulière  propriété  de  produire  des  actions 
physiologiques  presque  nulles. 

40.  Le  tube.  —  Les  premières  ampoules  employées  pour 
l'étude  des  rayons  de  Rôntgen  ou  pour  leurs  applications 
étaient  assez  semblables  au  modèle  le  plus  ordinaire" des 
tubes  de  Grookes,  connu  sous  le  nom  de  tube  à  croix  [fig.&]. 
La  croix  est  montée  sur  une  charnière,  et  peut  être  aisé- 
ment rabattue  ou  relevée;  on  projette  ainsi,  à  volonté, 
une  ombre  sur  la  paroi  anticathodique  et  l'on  substitue 
l'anode  au  verre  pour  la  transformation  des  rayons  catho- 
diques en  rayons  X.  C'est  cette  production  accidentelle 
des  rayons  [sur  l'anode  qui  a  pu  faire  croire  à  quelques 
observateurs  que  ces  rayons  émanent,  dans  tous  les  cas,  de 
l'anode. 

Les  ampoules  de  la  forme  ordinaire  présentent  le  défaut 
d'avoir  une  surface  d'émission  trop  étendue,  ce  qui  oblige 
à  diaphragmer  si  l'on  veut  obtenir  de  la  netteté  ;  mais  alors 
une  partie  des  radiations  sont  produites  en  pure  perte. 

L'émission  sur  l'anticathode  est  rarement  uniforme  et 
il  convient,  avant  de  la  diaphragmer,  de  se  rendre  exacte- 
ment compte  de  la  distribution  d'intensité  de  la  source, 
pour  l'utiliser  dans  les  meilleures  conditions  possibles. 
Voici  l'ingénieux  procédé  que  préconisent,  dans  ce  but, 
-MM.  Imbert  et  Bertin-Sans  :  on  forme  un  faisceau  de  tubes 
de  6"'"  à  8°"^  de  diamètre  intérieur,  dont  on  applique  les 
extrémités  contre  la  surface  du  verre.  On  prend  une  épreuve 
du  champ  éclairé  à  l'autre  extrémité  de  ces  tubes;  l'image 
G.  8 


H4  '  SECONDE    PARTIE. 

se  compose  alors  d'une  série  de  circonférences  à  l'intérieur 
desquelles  l'impression  est  uniforme,  tandis  qu'elle  diffère 
d'un  cercle  à  l'autre.  On  reconnaît  ainsi,  d'un  seul  coup 
d'œil,  les  portions  de  l'ampoule  qu'il  convient  d'utiliser, 
en  satisfaisant  le  mieux  possible  aux  deux  conditions 
inverses  d'intensité  de  l'action  et  de  bonne  définition  des 
détails.  On  limitera,  à  l'aide  d'un  diaphragme  qui  n'est 
pas  nécessairement  circulaire,  la  partie  la  plus  brillante 
de  l'anticathode,  et  l'on  placera  l'ampoule  à  une  distance 
de  la  plaque  indiquée  par  les  conditions  de  netteté  et  de 
rapidité  auxquelles  on  se  propose  de  satisfaire. 

On  peut  éviter  cette  manipulation  par  une  construction 
rationnelle  des  tubes  ;  le  procédé  le  plus  simple  consiste  à 
créer  un  foyer  de  la  cathode  sur  la  paroi  du  tube  lui-même  ; 
mais  alors  l'élévation  de  température  qui  se  produit  en  cet 
endroit  met  rapidement  le  tube  hors  d'usage. 

M.  Wood  évite  cet  inconvénient  à  l'aide  de  l'ampoule 
représentée  dans  la  fig.  \Q.  La  cathode,  suspendue  aune 

Fig.  16. 


sorte  de  poulie,  envoie  toujours  sa  radiation  dans  la  même 
direction  ;  mais,  tandis  qu'on  opère,  on  fait  tourner  le  tube 
autour  d'un  axe  horizontal,  de  façon  à  ce  que  la  surface 
du  verre  s'échange  constamment  au  point  où  se  forme  le 
foyer.  Cet  appareil  présente  quelques  difficultés  de  con- 
struction; mais  on  peut  utiliser  la  propriété  des  rayons 
cathodiques  d'être  déviés  dans  un  champ  magnétique  pour 
projeter  toujours  dans  la  même  direction  le  flux  émané 


CHAP.    VIII.    —    APPLICATIONS.  115 

d'une  calhode  à  axe  horizontal  [fig.  17).  Les  extrémités  de 
l'ampoule,  étant  munies  de  calottes  de  métal,  peuvent  être 
montées  entre  deux  pointes  qui  aiajènent  le  courant;  on 
communiquera  de  même  une  rotation  lente  à  l'ampoule. 

Fiff.  17. 


JEÎ2        MiMiMOi 


Dans  ce  dernier  tube,  la  cathode  peut  être  concave,  mais 
cela  n'est  pas  absolument  nécessaire.  M.  Meslin  a  montré 
que,  par  l'emploi  d'un  champ  magnétique  non  uniforme, 
on  peut  concentrer  les  rayons  tout  en  déviant  l'ensemble 
du  faisceau;  on  amène  ainsi,  en  un  point  de  la  paroi,  le 
flux  primitivement  cylindrique  émané  de  la  cathode. 

M.  Colardeau  est  parvenu  à  obtenir  des  épreuves  d'une 
remarquable  netteté  (celle  du  portefeuille  reproduit  par 


notre  PL  III,  par  exemple),  à  l'aide  de  l'ampoule  que  repré- 
sente la  fig.  18.  La  cathode  ferme  exactement  le  tube  ver- 
tical, de  manière  à  éviter  tout  foyer  secondaire  ;  l'antica- 


116  SECONDE    PARTIE. 

thode  se  réduit  alors  à  une  petite  surface  au  point  le  plus 
i)as.  Ce  tube  a  la  forme  et  les  dimensions  d'une  cigarette  ; 
mais,  pour  éviter  les  variations  de  la  pression  qui  ne 
manqueraient  pas  de  se  produire  dans  un  espace  aussi 
restreint,  on  a  réuni  l'ampoule  à  un  réservoir  latéral  de 
plus  forte  capacité. 

Les  appareils  que  nous  venons  de  décrire  se  prêtent 
mal  à  l'emploi  des  courants  de  Tesla  ;  leur  dissymétrie 
provoque  la  formation  de  deux  foyers  qui  projettent 
deux  images.  On  peut  éviter  cet  inconvénient,  en  construi- 
sant, à  l'exemple  de  MM.  Benoist  et  Hurmuzescu,  le  tube 

Fis.  19. 


symétrique  de  la  fig.  19,  Où  les  deux  électrodes  actionnent 
successivement  le  même  point  de  la  paroi. 

On  peut  aussi  mettre  le  secondaire  de  la  bobine  de  Tesla 
en  communication,  d'une  part,  avec  la  douille  d'une  lampe 
Gérard,  L  [fig.  15),  de  l'autre,  avec  une  petite  capsule  en 
celluloïd  remplie  d'eau,  dans  laquelle  plonge  la  pointe  de 
la  lampe.  On  place  au-dessous  de  la  capsule  le  récepteur 
des  rayons  X.  Ce  dispositif  a  été  employé  avec  succès  par 
M.  d'Arsonval. 

=  Les  tubes  dont  l'anticathode  est  en  verre  présentent 
quelques  inconvénients  sur  lesquels  nous  reviendrons; 
c'est  pourquoi  on  a  cherché  à  produire  les  rayons  X  sur  un 


CIIAP.    VIII.    —    APPLICATIONS.  117 

écran  de  métal  placé  à  l'intérieur  de  l'ampoule  [fig.  20). 
Ces  tubes,  connus  en  Angleterre  et  en  Allemagne  sous  le 
nom  de  focus  (  tubes  à  foyer),  donnent  des  effets  très  puis- 
sants. L'anticathode  est  généralement  en  platine.  Dans 
l'idée  de  MM.  Benoist  et  Hurmuzescu,  l'emploi  de  ce  métal 
serait  motivé  surtout  par  le  fait  que,  absorbant  fortement 

Fis.  20. 


les  rayons  X,  il  doit  les  émettre  en  abondance  ;  cette  ingé- 
nieuse déduction  pourrait  toutefois  ne  pas  être  vérifiée 
par  l'expérience;  nous  devons  admettre,  en  effet,  que  les 
particules  du  métal,  vibrant  sous  l'action  de  chocs  ininter- 
rompus, exécutent  des  oscillations  forcées,  sans  période 
définie,  auxquelles  les  lois  de  la  résonance  cessent  de 
s'appliquer.  Dans  le  tube  à  foyer  métallique,  l'anticathode 
est  généralement  inclinée  de  45°  sur  l'axe,  de  façon  à  par- 
ticiper aussi  bien  à  l'action  de  la  cathode  qu'à  l'émission 
dans  les  meilleures  conditions  de  passage  à  travers  la  paroi. 

MM.  Benoist  et  Hurmuzescu  ont  observé  les  rayons  X 
en  abondance  à  la  face  inférieure  de  l'anticathode  en  alu- 
minium fermant  l'entrée  de  la  partie  cylindrique  du  tube 
représenté  par  la  ftg.  21. 

Dans  les  tubes  à  foyer  de  platine,  il  faut  éviter  soigneu- 
sement l'emploi  des  courants  alternatifs,  et  même  s'assurer 
toujours,  au  moment  où  l'on  ferme  le  circuit  de  la  bobine, 
que  l'anticathode  ne  deviendra  pas  une  cathode.  La  volati- 
lisation de  la  lame  de  platine  mettrait  le  tube  rapidement 
hors  d'usage. 


118 


SECONDE    PARTIE. 


Enfin,  le  professeur  J.-S.  Mac  Kay,  de  Brooklyn,  a  con- 
struit un  tube  fort  employé  aux  États-Unis,  et  qui  semble 
donner  des  résultats  très  remarquables. 

Ce  tube,  d'un  diamètre  de  20™""  à  30""°,  et  d'une  longueur 
totale  de  15'='",  contient  deux  électrodes  de  cuivre  en  regard, 
à  une  distance  de  3"'"  seulement.  Le  vide  a  été  poussé 

Fig.  21. 


aussi  loin  que  possible,  de  telle  sorte  que  l'étincelle  passe 
souvent  d'un  fil  à  l'autre  par  l'extérieur. 

Ce  tube  chauffe  très  peu,  et  donne  des  effets  puissants, 
dont  l'origine  est  dans  saportion  moyenne.  Il  est,  du  reste, 
absolument  sombre. 

On  peut  admettre  que  les  deux  électrodes  deviennent 
tour  à  tour  des  points  d'émission;  comme  elles  sont  très 
voisines,  il  n'en  résulte  aucun  inconvénient. 

Le  degré  de  vide  a  la  plus  grande  influence  sur  le  rende- 
ment de  l'ampoule.  Les  rayons  X  semblent  faire  leur  appa- 
rition au  moment  précis  où,  le  vide  étant  poussé  jusqu'à 
quelques  millièmes  de  millimètre  de  mercure,  les  rayons 
cathodiques  se  manifestent  par  la  première  luminescence 
des  parois.  Les  deux  phénomènes  augmentent  graduelle- 
ment, à  mesure  que  le  vide  devient  plus  parfait;  bientôt 
l'éclat  visible  atteint  son  maximum  et  commence  à  dé- 


CHAP.    VIII.    —    APPLICATIONS.  119 

croître;  au  contraire,  rémission  des  rayons  X  augmente 
tandis  que  le  potentiel  explosif  devient  de  plus  en  plus 
grand  ;  puis  l'émission  de  rayons  X  passe  par  un  maximum 
assez  marqué,  après  lequel  elle  diminue  très  rapidement. 
Le  développement  de  l'émission  est  représenté,  suivant 
M.  J.  Ghappuis,  par  une  courbe  semblable  à  celle  de  la 


Fig.  22. 


fig.  22,  l'abscisse  étant  le  degré  de  vide  ou  l'inverse  de  la 
pression. 

Le  phénomène  pourrait,  semble-t-il,  s'expliquer  de  la 
manière  suivante.  Aussitôt  que  le  bombardement  molécu- 
laire atteint  les  parois,  l'émission  commence  dans  toute 
l'étendue  du  spectre.  La  vitesse  des  atomes  augmentant  en 
même  temps  que  la  chute  de  potentiel,  toute  l'émission 
croît  pendant  un  moment;  puis  le  nombre  des  particules 
atteignant  la  paroi  devient  de  plus  en  plus  petit;  les  effets 
dus  à  la  quantité  décroissent  tandis  que  ceux  qui  résultent 
de  la  grande  vitesse  des  particules  vont  encore  en  augmen- 
tant; c'est  ainsi  que  les  mouvements  lents  des  particules 
du  verre  diminuent,  alors  que  les  mouvements  rapides 
croissent,  puis  le  phénomène  cesse  lorsque  le  courant  ne 
met  plus  en  mouvement  de  masses  appréciables. 

41.  L'emploi  du  tube.  —  L'ampoule  étant  séparée  delà 
trompe  à  mercure  et  scellée  ne  conserve  pas  un  vide  con- 


120  SECONDE    PARTIE. 

stant.  En  général,  surtout  si  l'anticathode  est  en  verre,  la 
pression  monte  peu  à  peu,  et  l'émission  revient  vers  l'ori- 
gine de  la  courbe.  D'autres  fois,  surtout  dans  le  cas  des 
foyers  métalliques,  le  gaz  s'échappe  ou  est  absorbé,  de 
telle  sorte  que  le  courant  ne  passe  plus. 

Plusieurs  procédés  peuvent  être  employés  pour  remettre 
les  tubes  en  état  de  servir;  le  meilleur  consiste  évidem- 
ment à  les  laisser  en  permanence  sur  la  trompe;  mais  il 
ne  peut  être  recommandé  qu'aux  opérateurs  ayant  déjà 
une  certaine  pratique  des  appareils  de  physique. 

Lorsqu'un  tube  se  vide,  ce  qu'on  reconnaît  à  ce  que 
l'étincelle  passe  à  l'extérieur,  il  suffit  souvent  de  le  chauffer 
sur  une  flamme  d'alcool  (et  non  sur  celle  d'un  Bunsen,  qui 
est  trop  vive)  pour  lui  rendre  ses  qualités  premières.  Les 
gaz  sont  ainsi,  tour  à  tour,  absorbés  et  dégagés  par  le  verre, 
et  le  tube  est  périodiquement  détruit  et  remis  en  état.  On 
peut  aussi  enfermer  dans  l'ampoule  une  substance  capable 
soit  d'absorber  les  gaz,  soit  de  les  rendre.  M.  Chabaud  con- 
struit, depuis  quelque  temps,  des  ampoules  contenant  un 
fragment  de  potasse  caustique  et  que  l'on  rince  avec  de 
l'acide  carbonique  avant  de  les  vider.  Les  résidus  de  gaz 
sont  absorbés  par  la  potasse  et  restitués  lorsqu'on  chauffe 
le  carbonate  ainsi  formé. 

On  pourrait  avoir  recours  à  d'autres  gaz  ;  toutefois,  sui- 
vant les  idées  de  MM.  Benoist  et  Hurmuzescu,  il  y  a  intérêt 
à  se  servir  d'un  corps  ayant  une  masse  moléculaire  élevée. 

Le  courant  lui-même,  convenablement  gradué,  permet 
de  rendre  aux  tubes  leurs  qualités  premières. 

Voici  quelques  indications  sur  la  manière  d'en  obtenir 
un  service  prolongé.  Il  convient  d'abord  de  débuter  par 
un  courant  peu  intense,  que  l'on  peut  augmenter  graduel- 
lement ;  on  le  contrôlera  soit  par  un  galvanomètre  dans 
le  circuit  primaire,  soit  par  un  excitateur  à  étincelles 


PI.  V. 


RADIOGRAPHIE  D'UN  RAT  PAR  LES  RAYONS  DE  RONTGEN. 

Epreuve  de  M.  Albert  Londe, 


PI.  VI. 


IMAGE  D'UN  RAT  OBTENUE  A  LA  LUMIERE  ORDINAIRE. 

Epreuve  de  M.  Albert  Londe. 


CHAP.    VIII.    —    APPLICATIONS.  12Ï 

en  dérivation  sur  l'ampoule.  Un  tube  manié  avec  pré- 
caution commence,  en  général,  par  s'améliorer.  Au  mo- 
ment où  il  faiblit,  on  le  ranime  en  renversant,  pendant 
un  instant,  le  sens  de  la  décharge.  Un  autre  procédé,  indi- 
qué par  M.  Garpentier,  consiste  à  rapprocher  l'excitateur 
à  étincelles  et  à  maintenir  le  tube  en  dérivation  pendant 
un  temps  plus  ou  moins  long  sur  un  intervalle  d'éclate- 
ment restreint,  l"^"",  par  exemple.  Au  bout  d'un  moment, 
on  peut  écarter  de  nouveau  progressivement  les  boules  et 
obtenir  des  effets  égaux  et  même  supérieurs  à  ceux  que 
donnait  le  tube  neuf. 

Il  paraît  certain  que  les  alternances  de  courant  intense 
et  modéré  ont  modifié  en  sens  inverse  la  pression  du  gaz 
dans  le  tube.  C'est  aussi  l'idée  de  M.  Tesla;  il  pense  même 
que  le  bombardement  seul  explique  la  sortie  des  gaz, 
tandis  qu'on  les  fait  rentrer  dans  d'autres  conditions,  par 
exemple  en  mettant  les  ampoules  dans  un  champ  électrique 
variable,  sans  que  les  électrodes  soient  en  communication 
directe  avec  la  source. 

Indépendamment  du  gaz,  le  verre  de  la  paroi  anticatho- 
dique s'altère  assez  rapidement.  Si  même  on  ne  déplace 
pas  le  foyer  durant  une  expérience,  il  y  a  grand  intérêt  à 
changer,  d'une  expérience  à  l'autre,  le  point  d'impact  des 
rayons  cathodiques  à  l'aide  d'un  aimant;  peu  à  peu  le 
verre  se  ternit  et  prend  une  teinte  brunâtre.  A  ce  moment, 
l'ampoule  est  définitivement  hors  d'usage. 

Plusieurs  observateurs  pensent  que  certaines  substances 
phosphorescentes,  placées  sur  le  trajet  des  rayons  X,  en 
augmentent  l'effet.  M.  Piltchikoff  a,  l'un  des  premiers, 
obtenu  des  actions  énergiques  en  plaçant  les  substances 
phosphorescentes  dans  des  ampoules.  M.  Silvanus-P. 
Thompson  recommande  de  recouvrir  la  paroi  anticatho- 
dique d'un  émail  contenant  du  sulfure  de  calcium. 


122  SECONDE  partit:. 

Toutefois,  ce  procédé  est  peu  employé  dans  les  tuLes 
nouvellement  construits,  et  il  ne  semble  pas  qu'il  donne 
tout  ce  qu'on  en  attendait.  D'une  manière  générale,  l'action 
des  substances  phosphorescentes  est  très  irrégulier,  comme 
nous  le  verrons  plus  loin. 

42.  Applications  photographiques.  —  Les  lois  des  ac- 
tions photographiques  sont  encore  assez  mal  connues  ;  on 
sait  bien,  cependant,  que  l'action  photographique  d'une 
radiation  donnée  n'est  pas  seulement  une  fonction  de  la 
quantité  totale  de  lumière  qui  a  atteint  le  récepteur; 
l'énergie  nécessaire  pour  impressionner  une  plaque  est 
d'autant  plus  grande  que  l'éclairement  est  plus  faible;  en 
d'autres  termes,  si  la  lumière  frappant  la  plaque  est  ré- 
duite au  niônie  ^q  ga,  valeur,  le  temps  de  pose  devra  être 
augmenté  plus  de  n  fois. 

De  plus,  un  éclairage  intermittent  a  moins  d'action  qu'un 
éclairage  continu  de  même  durée  totale.  Cet  eiîet  est  d'au- 
tant plus  marqué  que  l'éclairement  de  la  plaque  est  plus 
faible.  Or,  nous  avons  vu,  d'après  les  recherches  de  M.  Chap- 
puis,  que  l'extinction  des  rayons  X  est  extrêmement  ra- 
pide ;  si  leur  intensité  est  faible,  l'action  est  fortement  ré- 
duite. On  peut  en  conclure  qu'un  tube  se  fatiguera  moins, 
pour  un  effet  donné,  si  l'action  est  rapide  que  si  elle  est 
lente  ;  on  aura  ainsi  tout  intérêt  à  pousser  les  ampoules  et 
à  réduire  le  temps  de  pose  ('). 

Nous  avons  indiqué  déjà  des  ai^plications  diverses  de  la 
Photographie  à  des  cas  particuliers.  Nous  signalerons  en- 
core des  essais  qui  ont  été  faits  pour  découvrir  des  pailles 
ou  des  soudures  dans  les  plaques  métalliques,  et  qui  ont, 

^  (*)  Suivant  MM.  Campanile  et  Stromei  (Académie  de  iVapies,  7  mars  1896), 
on  augmente  l'action  en  intercalant  un  intervalle  à  étincelles  du  côté  de 
l'anode. 


CHAP.    yill.    —    APPLICATIONS.  123 

paraît-il,  donné  de  bons  résultats.  Mais  c'est  surtout  dans 
l'étude  des  organismes  vivants  que  la  méthode  s'est  mon- 
trée efficace.  C'est  même  par  la  photographie  des  os  de  la 
main  que  M.  Rôntgen  a  rendu  la  méthode  si  rapidement 
populaire.  Notre  PL  I,  due  à  M.  Albert  Londe,  le  très  habile 
chef  du  service  photographique  de  la  Salpêtrière,  montre 
ce  qu'on  peut  en  attendre  dans  le  cas  de  lésions  chirur- 
gicales peu  profondes.  On  savait  qu'une  balle  se  trouvait 
logée  dans  la  main;  mais,  d'après  le  docteur  Delbet,  la 
palpation  la  plus  attentive  ne  révélait  la  présence  d'aucun 
corps  étranger.  La  photographie  nous  montre  qu'il  en 
existe  deux,  la  balle  s'étant  peut-être  partagée  sur  le  troi- 
sième métacarpien,  à  moins  qu'une  lésion  n'ait  déterminé 
une  exostose.  Dans  le  cas  actuel,  où  la  blessure  remontait  à 
douze  ans,  l'ablation  n'était  pas  nécessaire;  mais,  si  elle 
avait  été  indiquée,  à  défaut  de  l'examen  photographique, 
on  se  serait  contenté  d'enlever  l'un  des  deux  fragments 
de  la  balle,  l'autre  étant  resté  insoupçonné. 

La  méthode  n'est  limitée  ni  à  des  corps  aussi  volumi- 
neux qu'une  balle,  ni  à  des  parties  charnues  aussi  minces 
que  la  main.  On  a  pu  déterminer,  par  le  nouveau  procédé, 
la  position  exacte  d'une  aiguille  ou  d'un  petit  éclat  de 
verre  dans  la  main,  la  nature  d'une  fracture  du  bras  ou  de 
la  jambe. 

La  position  exacte  d'un  corps  étranger  se  mesure  aisé- 
ment à  l'aide  de  deux  foyers  dirigés  successivement  ou  si- 
multanément sur  la  même  plaque,  ou  de  deux  épreuves 
formant  entre  elles  un  certain  angle.  MM.  Imbert  et  Bertin- 
Sans,  par  exemple,  laissent  le  tube  sur  la  normale  à  la 
plaque  photographique,  et  inclinent  l'objet  à  photographier, 
lequel  est  appuyé  sur  une  lame  de  métal  percée  d'une 
large  ouverture,  en  regard  de  la  région  à  étudier.  Une  pre- 
mière épreuve  ayant  été  ainsi  obtenue,  on  fait  glisser  la 


124  SECONDE    PARTIE. 

plaque  photographique,  et  l'on  incline  l'objet  en  sens  in- 
verse. La  double  épreuve,  examinée  au  stéréoscope,  donne 
la  sensation  très  nette  du  relief,  et  permet,  à  la  simple  in- 
spection, d'apprécier  la  position  du  corps  étranger. 

La  détermination  de  la  position  d'un  calcul  dans  un 
viscère  peut  présenter  un  grand  intérêt,  là  où  la  palpation 
ou  l'examen  optique  ne  laissent  espérer  aucune  indication. 
Le  rein  et  la  vésicule  biliaire  sont  dans  ce  cas.  Les  épreuves 
tentées  sur  le  vivant  n'ont  donné  aucun  résultat,  bien  que, 
suivant  M.  0.  Lodge,  un  écran  phosphorescent  s'illumine 
après  la  traversée  de  deux  personnes  adultes.  En  revanche, 
on  doit  à  M.  J.  Ghappuis  des  études  préparatoires  fort  intéres- 
santes sur  ces  recherches.  Le  rein  est  relativement  opaque  ; 
il  l'est  sensiblement  plus  que  le  muscle,  à  cause  de  la  pré- 
sence de  chlorures,  de  phosphates  et  d'urates  dans  sa 
masse.  Mais  les  calculs  qu'il  renferme  sont  formés  aussi 
de  phosphates  et  d'urates  avec  de  l'acide  urique  non  dis- 
séminés comme  dans  le  reste  de  l'organe.  Ils  sont  moins 
perméables  que  l'ensemble  du  rein,  et  révèlent  leur  exis- 
tence par  une  ombre  bien  marquée. 

:  Il  n'en  est  pas  de  même  de  la  vésicule  biliaire,  qui  con- 
tient diverses  substances  opaques,  alors  que  ses  calculs 
sont  formés  de  cholestérine  pure,  substance  relativement 
transparente,  qui  donne  à  l'espace  occupé  par  le  calcul 
l'apparence  d'une  cavité. 

Ces  recherches  de  M.  James  Ghappuis  ont  confirmé  les 
expériences  de  M.  Meslans  sur  la  transparence  des  sub- 
stances organiques  et  l'opacité  qu'elles  acquièrent  par  l'ad- 
dition d'une  molécule  inorganique. 

Nous  signalerons,  parmi  les  résultats  les  plus  remar- 
quables obtenus  jusqu'ici  :  la  photographie  admirablement 
nette  d'un  enfant  nouveau-né,  montrant  tout  le  squelette 
et  les  principaux  viscères;  cette  photographie  est  due  au 


CHAP.     VIII.    —    APPLICATIONS.  125 

D""  Sidney  Rowland,  de  Londres;  une  épreuve  semblable 
de  M.  J.  Chappuis  ;  les  contours  des  os  du  thorax  d'un 
adulte,  les  os  parfaitement  définis  d'un  pied  engagé  dans 
une  forte  chaussure,  photographiés  par  M.  Tesla;  ce  der- 
nier est,  du  reste,  parvenu  à  obtenir  des  effets  extrême- 
ment puissants  à  l'aide  de  son  dispositif  pour  courants 
alternatifs.  Il  a  produit  des  ombres  distinctes  sur  des 
plaques  photographiques  placées  à  12™  de  l'appareil,  et 
juge  prudent  d'enfermer  dans  une  caisse  métallique  les 
plaques  déposées  à  18™  du  tube.  Il  espère  pouvoir  prochai- 
nement décupler  les  effets  obtenus. 

Dans  toutes  les  expériences  de  photographie,  il  convient 
de  s'assurer  toujours  d'avance  de  l'état  de  la  source;  on 
aura  en  permanence  un  ampèremètre  dans  le  circuit  pri- 
maire de  la  bobine  ;  avec  un  appareil  qui  ne  sert  pas  d'une 
manière  continue,  on  s'assurera,  à  chaque  reprise  du  tra- 
vail que  la  bobine  fonctionne  régulièrement;  pour  cela,  on 
supprimera  la  communication  avec  le  tube,  et  l'on  fera 
éclater  l'étincelle  dans  l'air  à  des  distances  variables.  On 
évitera  soigneusement  la  poussière  sur  tous  les  appareils  ; 
enfin,  avant  chaque  nouvelle  pose,  on  fera  un  essai,  à  l'é- 
lectroscope,  soit  du  tube  sans  interposition  d'aucun  écran, 
soit  en  interposant  l'objet  à  photographier.  On  pourra,  du 
reste,  pour  abréger  l'essai,  placer  l'électroscope  plus  près 
du  tube  que  la  plaque  photographique. 

43.  La  vision  directe  par  les  écrans  luminescents.  —  Ce 

procédé  d'examen,  un  peu  délaissé  dans  les  débuts,  devient 
déplus  en  plus  important,  à  mesure  que  l'on  connaît  mieux 
les  conditions  de  bon  fonctionnement  des  récepteurs.  Ces 
effets  immédiats  sont  quelquefois  très  frappants  et  mé- 
ritent d'être  soigneusement  préparés. 
La  plupart  des  écrans  obtenus  jusqu'ici  étaient  formés 


12G  SECONDE    PARTIE. 

d'une  émulsion  de  platinocyanure  de  baryum  ou  de  potas- 
sium étendue  sur  un  morceau  de  carton,  une  feuille  mince 
d'aluminium  ou  une  plaque  de  verre.  Dans  ce  dernier  cas, 
l'émulsion  doit  faire  face  au- tube.  M.  Hospitalier  recom- 
mande d'employer  le  collodion  de  préférence  à  la  gélatine. 

Plus  récemment,  on  a  eu  recours  aux  solutions  solides 
étudiées  parM.  Wiedemann,  et  dont  nous  avons  indiqué  le 
principe  (9).  On  prépare,  par  exemple,  un  écran  excellent 
et  très  peu  coûteux,  par  le  procédé  suivant. 

On  dissout  une  certaine  quantité  de  tungstate  de  soude, 
dans  une  émulsion  de  gélatine;  on  ajoute  ensuite  à  la  solu- 
tion un  léger  excès  de  chlorure  de  calcium  additionné 
d'une  petite  quantité  de  chlorure  de  manganèse.  Il  se  forme 
alors  un  précipité  de  tungstate  de  calcium  et  de  tungstate 
de  manganèse  à  l'état  très  divisé,  qui  prend  un  vif  éclat 
sous  l'action  des  rayons. 

Dans  la  construction  des  écrans,  il  ne  faut  pas  chercher 
à  opérer  avec  des  sels  très  purifiés  ;  les  meilleurs  à  ce  point 
de  vue  sont  souvent  les  plus  impurs. 

On  trouvera,  dans  les  solutions  solides,  le  moyen  de  faire 
apparaître  les  images  seulement  par  la  chauffe  de  l'écran. 
Le  support  de  celui-ci  pourra  être  en  mica. 


CHAP.    IX.    —    PHÉNOMÈNES    DIVERS.  127 


CHAPITRE  IX. 

PHÉNOMÈNES    DIVERS- 


44.  Action  de  l'effluve.  —  Nous  avons  tenu  à  dégager, 
dans  ce  qui  précède,  la  découverte  de  M.  Rôntgen  et  les 
travaux  auxquels  elle  a  donné  lieu  directement,  d'un  cer- 
tain nombre  de  faits  qui  semblent  avoir  une  très  grande 
importance,  mais  à  propos  desquels  les  renseignements 
sont  insuffisants  ou  contradictoires,  de  telle  sorte  qu'ils 
sont  encore  impropres  à  corroborer  une  théorie. 

Plusieurs  observateurs,  lord  Blythswood,  M.  G.  Moreau 
et  d'autres,  sont  parvenus  à  obtenir  des  photographies  en 
remplaçant  le  tube  de  Crookes  par  une  effluve  électrique 
produite  par  la  décharge  silencieuse  d'une  bobine  ou  d'une 
machine  statique  (^).  Ils  ont  ainsi  cherché  à  relier  aux 
découvertes  récentes  des  faits  trouvés  déjà,  il  y  a  une  di- 
zaine d'années,  par  le  docteur  Boudet  de  Paris  et  M.  Tom- 
masi,  et  auxquels  on  n'avait  accordé  alors  qu'un  intérêt 
de  curiosité.  M.  Tommasi  avait  donné  à  l'agent  capable 
d'exercer  une  action  photographique  dans  une  enveloppe 
opaque  le  nom  de  rayons  électriques;  ce  nom  était  évidem- 
ment mal  choisi,  puisqu'il  a  aujourd'hui  une  signification 


(^  )  Lord  Blythswood  employait,  dans  ce  but,  une  machine  à  128  plateaux 
de  91<^",  consommant  plus  d'un  kilowatt. 


l'28  SECONDE    PARTIE. 

bien  précise;  il  semble  cependant  que,  pratiquement  du 
moins,  M.  Tommasi  était  sur  la  voie  de  la  découverte  de 
M.  Rôntgen. 

45,  La  lumière  noire.  —  Une  autre  découverte,  qui  peut 
avoir  une  importance  théorique  capitale,  est  due  au  doc- 
teur Gustave  Le  Bon  ;  il  a  reconnu  l'existence  de  radiations 
actiniques  susceptibles  de  traverser  des  plaques  métalli- 
ques épaisses,  dans  le  flux  lumineux  d'une  lampe  à  pétrole 
munie  de  son  verre. 

Guidé  par  l'idée  erronée  que  les  oscillations  électriques 
traversent  les  métaux,  employant  un  manuel  opératoire 
qui  devait  conduire  à  de  fréquents  insuccès,  M.  Le  Bon  a 
poursuivi  ses  expériences  avec  une  grande  persévérance, 
et  touchait  au  but  lorsque  parut  le  Mémoire  de  M.  Rôntgen. 
Il  ne  convenait  pas  de  laisser  plus  longtemps  inconnue 
une  méthode  qui  présentait,  au  moins  dans  ses  résultats, 
une  grande  analogie  avec  celle  qu'employait  le  professeur 
de  Wûrtzbourg.  La  découverte  fut  publiée  avant  d'être  au 
point,  et  donna  lieu  à  de  vives  discussions  dont  les  Comptes 
rendus  des  séances  de  l'Académie  des  Sciences  contiennent  tous 
les  éléments. 

Les  expériences  de  M.  G.  Le  Bon  furent  répétées  par 
d'habiles  opérateurs;  M.  Nodon,  M.  G. -H.  Niewenglowski, 
MM.  Antoine  et  Louis  Lumière  n'obtinrent  aucun  résultat, 
alors  que  M.  Murât  et  le  docteur  Armaignac  confirmaient 
ceux  qu'avait  indiqués  M.  Le  Bon. 

Le  terme  de  lumière  noire  était  évidemment  mal  choisi, 
.et  jetait  d'emblée  quelque  défaveur  sur  la  découverte.  De 
plus,  le  docteur  Le  Bon  n'en  avait  pas  vu  le  facteur  essen- 
tiel, et  ainsi  s'expliquent  les  résultats  divers  des  expé- 
riences de  contrôle. 

Nous  en  trouverons  tout  à  l'heure  la  raison. 


GHAP.    IX.     —    PHÉNOMÈNES    DIVERS.  129 

46.  Les  rayons  X  et  la  phosphorescence.  —  M.  Charles 
Henry,  à  qui  l'on  doit  d'importantes  recheixhes  sur  la 
phosphorescence,  montra  le  premier  que  le  sulfure  de  zinc, 
placé  sur  le  trajet  des  rayons  X,  en  augmente  l'effet  d'une 
manière  assez  notable. 

Il  devenait  dès  lors  particulièrement  intéressant  de  cher- 
cher à  vérifier  une  hypothèse  émise  déjà  par  M.  Poincaré, 
bien  qu'avec  une  réserve  prudente. 

«  C'est  le  verre  qui  émet  les  rayons  Rôntgen,  et  il  les 
émet  en  devenant  fluorescent.  Ne  peut-on  alors  se  deman- 
der si  tous  les  corps  dont  la  fluorescence  est  suffisamment 
intense  n'émettent  pas,  outre  les  rayons-  lumineux,  des 
rayons  X  de  Rôntgen,  quelle  que  soit  la  cause  de  leur  fluo- 
rescence? IjQ,^  phénomènes  ne  seraient  plus  alors  liés  à  une 
cause  électrique.  Cela  n'est  pas  très  probable,  mais  cela  est 
possible,  et  sans  doute  assez  facile  à  vérifier  (^  ).  » 

La  vérification  a  été  faite  par  M.  Niewenglowski  et  par 
M.  Henri  Becquerel.  Le  premier  obtint  une  action  sur  le 
papier  sensible  lorsqu'il  plaçait,  sur  l'enveloppe,  du  sulfure 
de  calcium  exposé  à  la  lumière  solaire.  Le  papier  restait 
inaltéré  dans  les  parties  éloignées  du  corps  phosphorescent. 

M.  Henri  Becquerel  employa  des  cristaux  de  sulfate 
double  d'uranium  et  de  potassium,  et  trouva  aussi  qn'une 
plaque  bien  enveloppée,  exposée  à  la  lumière  du  soleil,  ne 
présentait  des  traces  de  réduction  qu'aux  endroits  qui 
avaient  pu  être  atteints  par  les  rayons  émanés  du  sel; 
ceux-ci  se  sont  ainsi  montrés  susceptibles  de  traverser  le 
papier  opaque  aux  rayons  solaires.  M.  Becquerel  exclut 
l'hypothèse  d'une  action  chimique  directe  en  interposant, 
entre  le  sel  et  le  papier,  une  mince  lame  de  verre  ,(-). 


(^  )  Revue  générale  des  Sciences,  t.  VII,  p.  54;  30  janvier  1S96. 

(  ^  i  Cette  action  des  corps  phosphorescents  est  de  nature  à  fausser  les  ex- 

G.  9 


130  SECONDE    PARTIE. 

L'action  da  corps  phosphorescent  se  prolonge,  du  reste, 
bien  au  delà  de  sa  propre  exposition,  et  même  de  son 
émission  de  rayons  visibles.  Ainsi,  le  corps  employé 
par  M.  Becquerel  perd  sa  lumière  visible  un  centième  de 
seconde  après  que  l'exposition  à  la  lumière  excitatrice  a 
cessé;  au  bout  de  plusieurs  jours  de  repos,  le  sel  phospho- 
rescent émet  des  radiations  traversant  des  lames  métal- 
liques de  faible  épaisseur  et  susceptibles  d'impressionner 
les  plaques  photographiques.  Bien  plus,  le  corps,  préparé 
dans  l'obscurité,  donne  encore  des  rayons  invisibles. 
Enfin,  les  radiations  émanées  d'un  corps  phosphorescent 
provoquent  la  déperdition  de  l'électricité. 

Des  constatations  analogues  ont  été  faites  par  M.  Troost, 
avec  du  sulfure  de  zinc.  La  fig.  23,  qui  nous  a  été  très  obli- 
geamment communiquée  par  M.  Troost,  a  été  obtenue  par 
ce  procédé.  On  avait  placé,  au  fond  d'une  boîte  en  carton, 
une  plaque  photographique  sur  laquelle  on  avait  disposé 
divers  objets.  La  boite  étant  fermée,  on  posa,  sur  le  cou- 
vercle, un  cylindre  de  métal  fermé  par  une  lame  de  verre 
et  contenant  de  la  blende  hexagonale  que  l'on  avait  im- 
pressionnée. Les  rayons,  partant  d'un  point  situé  au  centre 
du  couvercle,  dessinèrent,  sur  la  plaque,  l'ombre  des  objets 
suivant  leur  opacité  (^). 

Ces  expériences  contiennent  l'explication  des  résul- 
tats contradictoires  obtenus  par  les  opérateurs  qui  ont 
essayé  de  vérifier  les  résultats  du  docteur  Le  Bon.  Suivant 
M.  d'Arsonval,  les  expériences  ne  réussissent  que  si  l'on 
interpose,  entre  la  source  lumineuse  et  la  plaque  photo- 

l)ériences  failes  à  l'aide  de  l'aluminium  dont  l'oxyde  devient  faiblement  lu- 
mineux sous  l'effet  des  rayons  X  (  Voir  note  p.  75). 

C)  M.  Troost  et  M.  Becquerel  ont  constaté  ce  fait,  encore  inexpliqué,  que 
certaines  substances  susceptibles  d'émettre  les  radiations  nouvelles  perdent 
trésrapidement  cette  propriété;  on  la  leur  rendrait  peut-être  en  les  expo- 
sant à  des  actions  électriques  directes  ou  indirectes. 


eu  A  p.     IX.    —    PIIÉXOMÈNES    DIVERS.  131' 

graphique,  une  lame  de  verre  susceptible  de  donner  des 

Fîn-      OO 
Ig.    Zo. 


rayons  phosphorescents.  Les  verres  ayant  une  phospho- 


132  SECONDE    PARTIE. 

rescence  verte  ou  jaune  donnent  en  abondance  de  la 
lumière  traversant  les  métaux;  le  verre  d'urane  est  tout 
à  fait  remarquable  à  ce  point  de  vue. 

Les  radiations  émanées  des  corps  phosphorescents  ne 
semblent  pas  posséder  toutes  les  propriétés  des  rayons  X. 
Suivant  M.  Becquerel,  ils  se  réfléchissent,  sur  les  surfaces 
métalliques  et  même  sur  le  verre,  en  une  proportion  qui 
n'a  pas  encore  été  déterminée,  mais  qui  semble  être  assez 
considérable.  On  sait  qu'ils  se  réfractent,  mais  on  n'a  pas 
de  données  précises  sur  leur  indice  ;  enfin  ils  se  polarisent 
dans  des  tourmalines.  Si  nous  admettons  que  les  rayons  X 
sont  dus  à  des  vibrations  transversales  très  rapides,  on 
pourrait  penser,  avec  quelque  vraisemblance,  que  les  ra- 
diations invisibles  des  corps  phosphorescents  forment  la 
transition  entre  elles  et  les  radiations  ultra- violet  tes  or- 
dinaires. La  réflexion  et  la  réfraction  seraient  une  indica- 
tion dans  ce  sens. 

L'énergie  de  ces  radiations  est  sans  doute  excessivement 
faible,  et  l'on  ne  pourrait  pas,  sans  imprudence,  affirmer 
qu'elles  ne  sont  pas  accompagnées  d'un  changement  chi- 
mique dans  les  corps  d'oii  elles  émanent.  La  durée  très 
longue  de  l'extinction,  et  le  fait  que  des  substances  non 
insolées  donnent  naissance  à  ces  rayons,  semblent  bien 
indiquer  une  transformation  de  cette  nature  (9). 

Suivant  M.  Berthelot,  la  décomposition  des  sels  d'argent 
dans  la  plaque  est  exothermique,  et  l'excitation  a  simple- 
ment le  caractère  d'un  déclenchement;  on  ne  demande  à 
l'action  chimique  hypothétique  que  de  donner  l'équivalent 
de  ce  déclenchement,  ce  qui  exige  seulement  la  transfor- 
mation d'une  quantité  de  matière  extrêmement  faible; 
d'autre  part,  les  poses  employées  par  M.  Becquerel  étaient 
fort  longues,  deux  ou  trois  jours  en  général,  et  la  substance 
phosphorescente  était  au  voisinage  immédiat  de  la  plaque.; 


CIIAP.     IX.    —    PHÉNOMÈNES    DIVERS.  133 

(le  telle  sorte  que  la  moitié  environ  de  sa  radiation  était 
utilisée. 

On  voit  que  l'idée  d'une  action  chimique  ne  conduit  à 
aucune  impossibilité;  cependant,  si  l'on  découvrait,  dans 
cette  hypothèse,  une  contradiction  quelconque,  on  pour- 
rait avoir  recours  à  une  autre  explication  des  phénomènes. 

Nous  avons  vu  que  le  principe  de  Carnot,  correctement 
appliqué,  conduit  à  admettre  que  la  fluorescence  peut  aussi 
s'effectuer  en  sens  inverse  de  la  loi  de  Stokes,  à  la  condi- 
tion qu'il  se  produise  une  transformation  au  moins  équi- 
valente dans  le  sens  de  la  loi.  On  ne  considérera  donc  plus 
comme  impossible  la  transformation,  par  un  corps  fluores- 
cent, des  vibrations  de  longue  période  dues  à  la  radiation 
des  corps  obscurs  environnant  la  substance;  dans  les  con- 
ditions où  opérait  M.  Becquerel,  le  sulfate  pouvait  donner 
tout  un  spectre  de  radiations,  d'une  énergie  si  faible  que 
l'œil  cessait  de  percevoir  celles  auxquelles  il  est  sensible. 

Dans  cette  idée,  les  phénomènes  fluorescents  apparaî- 
traient alors  en  Optique  comme  une  analogie  nécessaire 
des  sons  de  combinaison.  Le  son  de  différence  correspon- 
drait à  la  radiation  dégradée,  seule  observée  jusqu'ici, 
tandis  que  le  son  d'addition  serait  le  nouveau  rayon  acti- 
nique  traversant  les  métaux,  que  le  docteur  Le  Bon  a 
désigné  sous  le  nom  de  lumière  noire. 

Mais  c'est  là,  avouons-le,  une  simple  hypothèse. 


134  APPENDICE. 


APPENDICE. 

EXPÉRIENCES   A   FAIRE. 


Il  serait  singulièrement  téméraire  de  chercher  à  tracer  dès  main- 
tenant un  plan  de  recherches  pour  l'avenir  dans  le  domaine  déjà  mi- 
nutieusement exploré  par  Hittorf,  M.  Goldstein,  M.  Crookes,  Hertz, 
M.  Lenard,  MM.  Wiedemann  et  Ebert,  et  dans  lequel  M.  Rôntgen 
a  eu  la  bonne  fortune  de  découvrir  des  horizons  nouveaux.  Les 
nombreuses  expériences  tentées  depuis  quelques  mois  ont  fait 
entrevoir  la  possibilité  d'expliquer  les  singuliers  phénomènes  que 
)ious  venons  de  décrire,  mais,  parmi  les  trois  ou  quatre  théories 
possibles,  aucune  n'est  ni  nécessaire  ni  absurde. 

Les  expériences  d'interférence  ou  de  polarisation  ont  conduit  à 
des  résultats  indécis,  et  il  ne  pouvait  guère  en  être  autrement. 
Des  expériences  négatives  de  ce  genre  ne  prouvent  rien,  et  des 
résultats  positifs  ont  toujours  été  jusqu'ici  bien  voisins  des  erreurs 
d'expérience. 

Une  seule  expérience  décisive  semble  n'avoir  jamais  été  tentée  : 
la  mesure  de  la  vitesse  des  rayons  X.  Si  ces  rayons  consistent  en 
une  vibration  transversale  de  l'éther,  il  est  peu  probable  qu'on  soit 
avant  bien  des  années  en  état  de  réaliser  l'épreuve.  La  vitesse  de 
la  lumière  a  été  mesurée  surtout  par  deux  méthodes,  celle  de  Fou- 
cault, basée  sur  une  réflexion,  et  celle  de  M.  Fizeau,  qui  exige,  en 
même  temps  qu'un  retour  vers  la  source,  une  très  grande  base 
d'expérience.  Aucun  de  ces  procédés  ne  convient  aux  rayons  X. 

Mais  il  ne  s'agit  pas,  pour  le  moment,  d'estimer,  avec  une  grande 
approximation,  une  vitesse  qui  peut  être  énorme;  la  question  se 
pose  sous  une  autre  forme.  On  aurait  un  bon  argument  de  plus 
pour  la  théorie  optique  du  phénomène  si  l'on  parvenait  à  montrer 
que  précisément  cette  vitesse  est  très  grande.  S'il  s'agit  de  décider 
entre  une  vitesse  de  300000  kilomètres  par  seconde  ou  une  vitesse 
mille  fois  plus  faible,  le  problème  change  de  nature. 

Nous  avons  vu  que  M.  Tesla  obtient  déjà  des  effets  photogra- 
phiques sensibles  à  12""  du  tube  et  pense  les  augmenter  beaucoup 


EXPÉRIENCES   A    FAIRE.  135 

dans  l'avenir.  Si  l'on  pouvait  seulement  observer  d'une  façon  sûre 
les  rayons  à  20°"  ou  25°"  de  l'appareil,  on  déciderait,  à  l'aide  d'un 
instrument  assez  semblable  au  phosphoroscope  de  Becquerel,  si  lu 
vitesse  des  rayons  est  trop  grande  pour  être  actuellement  mesu- 
rable, ou  si  elle  rentre  dans  les  limites  accessibles  à  l'expérience. 
Un  autre  procédé  pourrait  sans  doute  être  essayé.  Maxwell  a 
démontré  que  toute  énergie  vibratoire  de  l'étlier  exerce  un  effort  sur 
un  récepteur  qui  l'absorbe.  Cet  effort  est  proportionnel  à  l'énergie 
absorbée  et  inversement  proportionnel  à  sa  vitesse  de  propagation. 
Connaissant  l'énergie  et  l'effort,  on  pourrait  calculer  la  vitesse.  Dans 
la  théorie  matérialiste,  on  devrait  aussi  percevoir  un  effort  exercé 
sur  le  récepteur  par  le  choc  des  molécules;  mais  il  serait  probable- 
ment d'un  autre  ordre  de  grandeur  que  l'effort  dû  à  l'absorption  de 
l'énergie  vibratoire. 

Nous  avons  décrit  les  expériences  tentées  par  M.  B.  Wiedemann 
pour  étudier  la  radiation  à  l'intérieur  de  l'ampoule.  Les  expériences 
de  cette  nature  présentent  un  très  grand  intérêt,  parce  qu'elles 
permettent  de  saisir  la  radiation  avant  que  les  parois  du  verre  en 
aient  absorbé  la  majeure  partie.  Nous  avons  dit  que  l'on  trouverait 
probablement  dans  le  tube  un  spectre  très  complet,  débutant  peut- 
être  dans  le  spectre  visible  et  dans  le  commencement  de  l'ultra- 
violet par  quelques  bandes  séparées.  Le  procédé  des  écrans  à  bande 
d'absorption,  que  l'on  superposerait  au  besoin,  rendrait  cette  mé- 
thode d'un  maniement  facile.  On  trouve,  dans  les  Mémoires  récents 
de  M.  E.  Wiedemann,  l'indication  d'un  grand  nombre  de  mélanges 
de  sels  sensibles  à  des  radiations  diverses.  Certaines  substances 
étudiées  par  M.  Wiedemann  sont  excitées  par  des  rayons  traversant 
le  spath  fluor,  et  dont  la  longueur  d'onde  est  de  0'^,  1,  d'autres  ne 
deviennent  lumineuses  que  sous  l'action  de  radiations  plus  courtes. 
On  se  servira  avec  avantage  d'ampoules  à  foyer  de  métal  transfor- 
mant complètement  la  radiation,  et  l'on  devra  masquer  la  radiation 
directe  de  la  cathode. 

Nous  avons  vu  que  la  théorie  de  la  décharge  des  corps  électrisés 
sous  l'action  des  rayons  X  n'est  pas  encore  fixée. 

Suivant  MM.  Lenard  et  Wolf,  l'action  de  la  lumière  ultra-violette 
réside  dans  une  pulvérisation  du  métal  qui  provoque  la  convection 
des  charges.  MM.  Benoist  et  Hurmuzescu  pensent,  au  contraire, 
que  les  gaz  occlus  dans  le  métal  prennent  seuls  part  à  cette  con- 
vection, peut-être  avec  un  peu  d'arrachement  du  métal,  comme  l'a 
indiqué,  il  y  a  quelques  années,  M.  Berliner.  On  séparera  proba- 
blement ces  deux  idées  par  l'étude  de  l'action  du  milieu,  et  par  la 
recherche  de  l'influence  exercée  sur  le  phénomène  par  la  fréquence 


136  APPENDICE. 

des  impulsions.  La  théorie  de  l'ionisation,  entièrement  différente 
des  premières,  peut  être  défendue  par  de  bons  arguments.  Nous 
avons  exposé  parallèlement  ces  deux  idées,  sans  trouver  un  argu- 
ment décisif  ni  pour  l'une  ni  pour  l'autre.-  Remarquons  que  les 
expériences  de  MM.  Lenard  et  Wolf  s'accorderaient  également  bien 
avec  la  théorie  qu'ils  en  ont  donnée,  avec  celle  de  MM.  Benoist  et 
Hurmuzescu,  et  avec  l'idée  de  l'ionisation  défendue  par  M.  J.-J. 
Thomson.  On  sait,  en  effet,  que  les  ions  peuvent  aussi  devenir  des 
centres  de  condensation  de  la  vapeur  d'eau,  et  l'on  a  même  fondé 
sur  cette  idée  une  théorie  de  la  formation  des  nuages,  l'air  étant 
ionisé  par  les  radiations  ultra-violettes  du  soleil. 

MM.  Percy  Frankland  et  Mac  Gregor  décrivent  une  expérience 
qui  leur  paraît  opposée  à  l'idée  de  l'ionisation.  Un  corps  optique- 
ment actif  est  dissous  dans  un  liquide  qui  le  dissocie  partiellement; 
il  doit  donc  s'y  trouver  dans  un  état  tel  que  la  moindre  cause  ad- 
ditionnelle d'ionisation  doit  produire  une  action  sensible. 

Cependant,  les  auteurs  n'ont  observé  aucune  modification  dans  li' 
pouvoir  rotatoire  de  la  solution,  même  après  une  action  prolongée 
des  rayons  X. 

On  voit  que  la  question  est  très  complexe;  mais  elle  a  des  consé- 
quences si  importantes  pour  la  philosophie  naturelle  qu'il  vaut  la 
peine  de  lui  consacrer  de  grands  efforts. 

M.  Becquerel,  à  l'exemple  de  M.  H.  Dufour,  pense  pouvoir  attri- 
buer à  une  effluve  électrique  certains  effets  des  corps  phosphores- 
cents. Le  défaut  de  polarité  ne  nous  semble  pas  d'accord  avec  cette 
idée. 

Nous  avons  essayé  de  ramener  les  effets  singuliers  découverts  par 
M.  Becquerel  à  Tidée  générale  de  la  fluorescence.  Nous  ne  consi- 
dérons nullement  cette  idée  comme  probable;  il  nous  a  seulement 
paru  intéressant  de  montrer  qu'elle  n'est  pas  absurde.  Dans  le  mode 
de  raisonnement  que  nous  avons  adopté,  presque  tous  les  arguments 
que  l'on  peut  trouver  en  faveur  de  l'idée  d'une  phosphorescence 
s'appliquent  aussi  bien  à  la  fluorescence.  Il  semble  cependant  que, 
dans  les  deux  cas,  l'action  de  la  température  pourrait  être  diffé- 
rente; surtout,  l'action  de  la  variation  de  la  température  serait  tout 
autre.  Dans  la  théorie  de  la  fluorescence,  le  corps  devrait  atteindre 
immédiatement  l'état  définitif;  il  n'en  serait  pas  de  même  pour  une 
phosphorescence,  mais  la  faiblesse  de  l'action  rend  cette  idée  bien 
difficile  à  vérifier. 


PI.  VII. 


^^^'a^<^^^^•--      ■  ^ 


IMAGE  MADIOGRAPHIQUE  DUiNE  GRENOUILLE. 


Epreuve  de  MiU.  Imbert  et  Bertin-SaTis. 


PI.  VIII. 


RADlOGRAPHIli  D'UN  PIGEON  OBTENUE  AU  MOYEN  D'UN  ÏUBE 
A    FOYER    DE    PLATINE. 


Epreuve  de  M.  V.  Chabaud. 


EXPLICATION   DES   PLANCHES.  137 


EXPLICATION  DES  PLANCHES. 


Planche  I.  ^  Profil  des  os  de  la  main;  radiograpliie  faite  par 
M.  Londe,  dans  le  but  de  déterminer  la  position  d'une  balle  logée 
entre  les  métacarpiens.  {Voir  p.  123). 

Cette  épreuve  date  des  débuts  de  la  méthode;  elle  a  été  obtenue 
avec  une  pose  assez  longue,  mais  aujourd'hui,  on  arriverait  au 
même  but  avec  une  pose  de  trois  secondes  pour  une  main  d'adulte, 
et  de  deux  secondes  seulement  pour  une  main  d'enfant. 

Les  poses  les  plus  longues  permettent  de  traverser  complètement 
les  os,  comme  le  montre  la  planche  suivante. 

Planche  IL  —  Epreuve  deM.  J.  Ghappuis,  obtenue  à  l'aide  d'un 
tube  à  foyer  de  platine.  Les  chairs  ont  complètement  disparu,  et  les 
os,  au  lieu  de  donner  une  ombre  noire  comme  dans  les  radiogra- 
phies du  début,  montrent  bien  nettement  des  différences  d'opacité, 
dues  soit  à  des  épaisseurs  variables,  soit  surtout  à  la  teneur  en 
phosphate  de  chaux.  La  bague  a  porté  une  ombre  absolument  noire, 
qui  se  détache  sur  les  parties  voisines  de  l'os.  Celui-ci,  même  dans 
ses  régions  les  plus  dures,  n'a  pas  arrêté  complètement  les  rayons. 

Planche  III.  —  Nous  avons  réuni,  sur  la  même  planche,  deux 
épreuves  qui  offrent  un  remarquable  contraste.  La  première  a  été 
obtenue  en  soumettant  un  œuf  de  poule,  pendant  un  temps  pro- 
longé, à  l'action  des  rayons  émanés  d'un  tube  à  foyer  de  platine. 

L'œuf  avait  été  couvé  pendant  dix-neuf  jours,  et  contenait  un 
poussin  prêt  à  éclore.  La  coquille  de  l'œuf  est  semi-transparente  à 
la  lumière  ordinaire,  et  il  ne  semble  pas,  à  première  vue,  très  dif- 
ficile d'obtenir  une  image  radiographique  de  son  contenu;  cepen- 
dant, la  radiographie  du  poussin  dans  l'œuf  est  l'une  des  plus  diffi- 
ciles à  réussir.  Le  carbonate  de  chaux,  dont  la  coquille  est  formée, 
oppose  aux  rayons  X  une  résistance  très  considérable,  alors  que 


138  EXPLICATION   DES    PLANCHES. 

les  os  du  poussin,  encore  très  gélatineux,  sont  aisément  traversés. 
Cet  essai,  que  M.  J.  Chappuis  a  très  obligeamment  tenté  à  notre 
demande,  nous  porte  à  croire  que  l'on  obtiendrait  avec  plus  de  faci- 
lité l'image  de  l'œuf  dans  la  poule  que  celle  du  poussin  dans  l'œuf. 

La  seconde  figure  de  la  même  planche  nous  montre,  par  contraste, 
l'un  des  cas  où  la  méthode  est  le  plus  efficace.  Elle  représente  un 
portefeuille  fermé,  contenant  un  lorgnon,  un  crayon  passé  dans  sa 
gaine  de  cuir,  une  lancette,  des  aiguilles,  et  d'autres  objets  mé- 
talliques. Le  cuir  du  portefeuille,  entièrement  organique,  a  presque 
complètement  disparu;  il  en  est  de  même  du  bois  du  crayon,  tandis 
que  la  plombagine,  rendue  plus  opaque  par  l'argile  mélangé  au 
graphite,  se  détache  en  gris  sur  le  fond.  L'admirable  netteté  de 
l'image  permet  de  voir  que  la  plombagine  présente  une  solution  de 
continuité. 

Le  verre  du  lorgnon  s'est  révélé  relativement  opaque,  tandis  que 
le  manche  de  la  lancette,  en  écaille,  est  presque  invisible. 

Cette  épreuve  nous  a  été  communiquée  par  M.B.  Golardeau;  elle 
a  été  obtenue   à  l'aide  de  son  tube  spécial  décrit  à  la  page  115, 

fig.is. 

Planche  IV.  —  Cette  image,  que  nous  devons  à  l'obligeance  de 
M.  Albert  Londe,  date,  comme  celle  de  la  PL  I,  des  débuts  des 
recherches;  elle  représente  une  boîte  avec  son  contenu;  malgré  la 
gi'ande  épaisseur  traversée,  les  détails  ont  conservé  une  netteté  suf- 
fisante pour  permettre  de  reconnaître  immédiatement  toutes  les 
pièces  métalliques  de  l'ensemble  :  le  bracelet  enfermé  dans  la  boîte, 
et  les  petits  clous  qui  la  maintiennent. 

Planches  V  et  VI.  —  Ces  deux  planches  représentent  un  rat 
d'égout,  radiographié  et  photographié  par  les  procédés  ordinaires 
afin  de  faciliter  la  comparaison.  La  fourrure  de  l'animal  a  complète- 
ment disparu,  ainsi  que  sa  peau,  comme  on  le  voit  bien  distincte- 
ment sur  la  queue  dont  les  osselets  sont  seuls  apparents  sur  la 
radiographie.  La  colonne  vertébrale  est  nette  ainsi  que  les  côtes. 
On  voit  apparaître  les  viscères  et  les  masses  musculaires  les  plus 
importantes;  ces  deux  épreuves  nous  ont  été  très  obligeamment 
communiquées  par  M.  Albert  Londe. 

Planche  VIL  —  Grenouille,  radiographiée  par  MM.  Imbert  et 
Bertin-Sans. 

Planche  VIII.  —  Pigeon  obtenu  par  M.  V.  Chabaud,  au  moyen 
d'un  tube  à  foyer  de  platine. 
Ces  deux  dernières  images  offrent  en  quelque  sorte  un  contraste  • 


EXPLICATION   DES    PLANCHES.  139 

la  grenouille,  relativement  transparente  et  plate,  n'a  donné  que  des 
ombres  légères;  ses  os  eux-mêmes  se  sont  marqués  en  gris,  et 
sont  sensiblement  plus  pâles  que  les  épingles  piquées  en  divers  en- 
droits de  l'animal  pour  le  maintenir  en  place.  On  voit,  par  l'ombre 
élargie  de  l'extrémité  des  épingles,  que  le  foyer  possédait  une  cer- 
taine étendue;  les  tubes  de  construction  récente  donneraient  une 
netteté  plus  grande.  Les  masses  musculaires  superposées  se  distin- 
guent par  une  légère  augmentation  de  l'opacité;  au  contraire,  les 
poumons  marquent  une  tache  blanche  dans  le  thorax. 

On  peut,  en  revanche,  obtenir  l'ombre  très  noire  des  viscères 
au  moyen  d'une  injection  de  mercure. 

La  PI.  VIII  nous  montre  un  cas  tout  opposé;  l'animal  offre  de 
grandes  épaisseurs  et  possède  une  assez  forte  opacité.  Toute- 
fois, l'épreuve  originale,  rendue  moins  nette  par  la  reproduction, 
permet  de  distinguer  tous  les  viscères;  les  côtes  se  détachent  par 
un  léger  renforcement  de  l'ombre  sur  le  fond  déjà  foncé  que  forment 
les  poumons,  le  cœur  et  les  masses  musculaires  attachées  au  ster- 
num. Dans  les  parties  moins  épaisses,  les  chairs  ont  complètement 
disparu;  ainsi,  les  ailes  et  les  pattes  ne  montrent  que  l'os,  dont  on 
peut  remarquer  la  parfaite  netteté.  On  voit  que  l'ombre  des  os  va 
en  s'assombrissant  du  milieu  vers  les  bords;  on  reconnaît  ainsi 
qu'ils  sont  tubulaires. 

Avec  des  poses  plus  ou  moins  longues,  on  ferait  apparaître  à  vo- 
lonté l'une  ou  l'autre  des  parties  de  l'animal.  Une  exposition  très 
courte  donnerait  la  plume  et  les  muscles;  puis  on  verrait  appa- 
raître les  os  des  ailes  et  des  cuisses;  en  prolongeant  encore,  on 
obtiendrait  les  viscères  comme  dans  l'épreuve  de  M.  Chabaud  ; 
enfin,  avec  une  pose  encore  plus  longue,  on  ferait  disparaître 
toutes  les  parties  minces,  pour  ne  conserver  que  le  corps  de  l'ani- 
mal, avec  ses  plus  grandes  opacités. 


B'IN. 


TABLE  DES  MATIÈRES. 


Pages. 

Avertissement  de  la  deuxième  édition v 

Préface  de  la  première  édition vi 


PREMIÈRE  PARTIE. 

CHAPITRE  I. 
L'état  gazeux. 

1 .  Théorie  cinétique ; 1 

2.  La  molécule  et  l'atome 4 

3.  Les  forces  moléculaires 6 

CHAPITRE  II. 
La  lumière. 

4.  Le  spectre 9 

5 .  Émission  et  absorption 11 

6.  La  réfraction  anomale 13 

7.  La  lumière  ultra-violette 18 

8.  Analogies  acoustiques 23 

9 .  Phosphorescence  et  fluorescence 26 

10.  L'énergie  et  la  vision 30 

CHAPITRE  III. 

L'électrolyse.  "* 

11.  Liquides..   .............;. 31 


142  TABLE    DES    MATIÈRES. 

Pages. 

12.  Solides 32 

13.  Gaz 34 


SECONDE  PARTIE. 

CHAPITRE  IV. 
Les  décharges  dans  les  gaz,  première  période, 

14.  Phénomènes  lumineux   dus  aux  décharges  dans   les  gaz 

raréfiés 37 

15.  Cas  des  gaz  très  raréfiés 40 

16.  Passage  de  la  décharge  dans  un  champ  magnétique 42 

17.  Expériences  de  M.  Crookes 43 

18.  Idées  de  M.  Grookes 46 

19.  Expériences  de  M.  Goldstein.  Ses  objections 48 

CHAPITRE  V. 
Les  décharges  dans  les  gaz,  deuxième  période. 

20.  Coup  d'œil  sur  la  théorie  des  phénomènes 54 

21.  Les    actions  électromagnétiques   et    électrostatiques    des 

rayons  cathodiques;  réciprocité 56 

22 .  Les  expériences  de  M.  Lenard 60 

23.  Les  rayons  de  décharge;    expériences  de  M.  E.  Wiede- 

mann 68 

24 .  Vitesse  des  rayons  cathodiques 70 

25.  Gonvection  de  l'électricité  par  les  rayons  cathodiques. . .,. .  72 

26.  Pénétration  des  gaz  dans  le  verre , 73 

CHAPITRE  VL 
Les  rayons  X. 

27.  Analyse  du  Mémoire  de  M.  Rôntgen 74 

28 .  Rayons  cathodiques  et  rayons  X ...      79 

29.  La  propagation  des  rayons  X.  Réfraction  et  réflexion. 81 


TABLE    DES    MATIÈRES.  143 

Pages. 

30.  Interférence  et  polarisation —  84 

31 .  Actions  lumineuses  et  photographiques 85 

3Î.  Propriétés  électriques  des  rayons  X 88 

33.  Électrisation  de  la  trajectoire  des  rayons 92 

34.  Durée  de  l'extinction  des  rayons 93 

35.  Transmission  des  rayons  X 94 

3G.  Composition  des  rayons  X 96 


CHAPITRE  Vil. 
Essai  de  théorie. 

37.  Rayons  catliodiques 98 

38.  Rayons  X 102 


CHAPITRE  VIII. 
Applications. 

39.  Sources  d'énergie  électrique 109 

40.  Le  tube 113 

41 .  L'emploi  du  tube 119 

42.  Applications  photographiques 122 

43.  La  vision  directe  par  les  écrans  luminescents 125 

CHAPITRE  IX. 
Phénomènes  divers. 

44.  Action  de  l'effluve 127 

45.  La  lumière  noire 128 

46.  Les  rayons  X  et  la  phosphorescence 129 


APPENDICE. 

Expériences  a  faire 134 

Explication  des  planches 137 


14i  TABLE    DES    MATIÈRES. 


PLANCHES. 


PI.  I.  —  Radiographie  d'une  main  contenant  une  balle  de  re- 
volver (épreuve  de  M.  Albert  Londe) p.    88 

PL  IL  —  Radiographie  des  os  de  la  main  obtenue  avec  un 
tube  à  foyer  de  platine  (épreuve  de  M.  J.  Ghap- 
puis) p.    89 

PL  m.  —  OEuf  de  poule  contenant  un  poussin.  Radiographie 
obtenueà  l'aide  d'un  tube  à  foyer  de  platine  (épreuve 
de  M.  J.Chappui.s).  —  Portefeuille  contenant  divers 
objets  (radiographie  exécutée  par  M.  E.  Golardeau, 

;  au  moyen  du  tube  spécial /?(/.  18) .......     p.  104 

PL  IV.  —  Boîte  en  bois' assemblée  avec  des  petits  clous  en  fer. 
Photographie  à  la  lumière  ordinaire  et  radiographie 
montrant  le  contenu  de  la  boîte  (épreuves  de  M.  Al- 
bert Londe) — p.  105 

PL  V.  —  Radiographie  d'un  rat  par  les  rayons  de  Rôntgen 
(épreuve  de  M.  Albert  Londe) p.  120 

PL  VI.  —  Image  d'un  rat  obtenue  à  la  lumière  ordinaire  (épreuve 
de  M.  Albert  Londe) p.  121 

PL  VII.  —  Image  radiographique  d'une  grenouille  (cliché  de 
MM.  Imbert  et  Bertin-Sans  ) p.  136 

PL  VIII.  —  Radiographie  d'un  pigeon  obtenue  au  moyen  d'un  tube 
à  foyerde  platine  (épreuve  de  M.  V.Chabaud).    p.  137 


FIN    DE    LA    TABLE    DES   MATIERES. 


5305  B.  —  Paris,  Imp.  Gauthier- ViHars  et  fils,  -55,  quai  des  Gr.-Augustins. 


COUNTWAY   LIBRARY    OF   MEDICINE 

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